【linux 多线程并发】线程退出主动清理函数的利用，释放线程申请的资源，异 ...

线程退出回调函数

   ​专栏内容：
  

• 参天引擎内核架构
  本专栏一起来聊聊参天引擎内核架构，以及怎样实现多机的数据库节点的多读多写，与传统主备，MPP的区别，技能难点的分析，数据元数据同步，多主节点的情况下对故障容灾的支持。
  
• 手写数据库toadb
  本专栏主要先容怎样从零开发，开发的步骤，以及开发过程中的涉及的原理，遇到的问题等，让各人能跟上并且可以一起开发，让每个必要的人成为到场者。
  本专栏会定期更新，对应的代码也会定期更新，每个阶段的代码会打上tag，方便阶段学习。
  

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当代的CPU都是多core处理器，而且在intel处理器中每个core又可以多个processor，形成了多任务并行处理的硬件架构，在服务器端的处理器上架构又有一些不同，传统的接纳SMP，也就是对称的多任务处理架构，每个任务都可以对等的访问所有内存，外设等，而现在在ARM系列CPU上，多接纳NUMA架构，它将CPU核分了几个组，给每个组的CPU core分配了对应的内存和外设，CPU访问对应的内存和外设时速率最优，跨组访问时性能会降底一些。
随着硬件技能的持续发展，它们对一样平常应用的性能优化本领越来越强，同时对于服务器软件的开发，提出更高要求，要想达到极高的并发和性能，就必要充分利用当前硬件架构的特点，对它们举行压榨。那么，我们的应用至少也是要接纳多任务架构，不管是多线程还是多进程的多任务架构，才可以充分利用硬件的资源，达到高效的处理本领。
当然多任务框架的接纳，不仅仅是多线程的执行，必要对多任务下带来的问题举行处理，如任务执行返回值获取，任务间数据的通报，任务执行次序的协调；当然也不是任务越多处理越快，要制止线程过多导致操纵系统夯住，也要防止任务空转过快导致CPU利用率飙高。
本专栏主要先容利用多线程与多进程模型，怎样搭建多任务的应用框架，同时对多任务下的数据通信，数据同步，任务控制，以及CPU core与任务绑定等干系知识的分享，让各人在现实开发中轻松构建自已的多任务程序。
概述

在线程运行的过程中，会有一些线程私有的数据，在退出时必要线程自己来清理，或者在线程退出时，必要通知其它线程。在现实线程运行时，对于正常预期的退出，我们可以添加代码举行处理，但是对于线程非常处理部分，有些非常必要线程立即退出，这些地方我们很难预期。
怎样在线程退出时，主动调用我们界说的清理函数呢？
线程库的计划者已经早早就思量到了这一点，计划了退出清理回调函数的栈，线程退出时按压入栈的次序，依次从栈顶弹出回调函数执行。下面我们来看它们的具体利用方法。
接口说明

1. void pthread_cleanup_push(void (*routine)(void*), void *arg);
2. void pthread_cleanup_pop(int execute);

复制代码

• 参数说明
  routine, 用户界说的清理函数；
  arg, 用户界说的清理函数的入参；
  execute, 是否要执行弹出的清理函数；取值为0时，不执行；大于0，执行；
  

利用说明

清理回调机制的利用分为两个阶段；

• 装载清理函数
  

在线程开始阶段，将界说的清理函数压入栈，当有多个清理函数时，压栈的次序必要用户自界说，只管与资源申请的次序保持划一，制止清理次序错位；
必要留意的是，该步骤最幸亏没有错误发生，或者资源申请之前。

• 清理函数执行
  

在线程处理完成后，对清理函数弹出栈，在弹出栈的同时，还可以选择是否执行相应的清理函数；如果是正常执行，可能已经释放了干系资源。
当非常发生时，线程会提前退出，此时用户没有时机操纵清理函数栈，也没有时机选择清理函数是否必要执行；在这种清况下，线程库会主动从栈中依次弹出清理函数，并且默认都会执行。
下面我们用两个线程来模仿正常退出和非常提前退出的情况。
示例代码

1. /*
2. * created by senllang 2023/12/24
3. * mail : study@senllang.onaliyun.com
4. * Copyright (C) 2023-2023, senllang
5. */
6. #include <pthread.h>
7. #include <stdlib.h>
8. #include <stdio.h>
9. #include <string.h>
11. #define THREAD_NAME_LEN 32
12. typedef struct ThreadData
13. {
14.         char threadName[THREAD_NAME_LEN];
15.         unsigned long threadId;
16. }ThreadData;
18. __thread ThreadData *pthreadData = NULL;
20. void threadCleanUp(void* arg)
21. {
22.         char *str = (char *)arg;
23.        
24.         if(pthreadData != NULL)
25.         {
26.                 printf("[%lu][%s]cleanup process (%s)\n", pthreadData->threadId, pthreadData->threadName, str);
27.                 free(pthreadData);
28.                 pthreadData = NULL;
29.         }
30.         else
31.         {
32.                 printf("[%lu] no work will be doing (%s). \n", pthread_self(), str);
33.         }
35.         return;
36. }
38. void* thr1Func(void* arg)
39. {
40.     char *parg = (char *)arg;
42.         pthreadData = (ThreadData *)malloc(sizeof(ThreadData));
43.         memset(pthreadData, sizeof(ThreadData), 0x00);
45.         strncpy(pthreadData->threadName, parg, THREAD_NAME_LEN);
46.         pthreadData->threadId = pthread_self();
48.         pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"first handler");
49.         pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"second handler");
50.     printf("[%lu][%s]cleanup process push completed. \n", pthreadData->threadId, pthreadData->threadName);
52.         /* cleanup process will not be running. */
53.         pthread_cleanup_pop(1);
54.         pthread_cleanup_pop(1);
56.         return NULL;
57. }
59. void* thr2Func(void* arg)
60. {
61.         int ret = 2;
62.     char *parg = (char *)arg;
64.         pthreadData = (ThreadData *)malloc(sizeof(ThreadData));
65.         memset(pthreadData, sizeof(ThreadData), 0x00);
67.         strncpy(pthreadData->threadName, parg, THREAD_NAME_LEN);
68.         pthreadData->threadId = pthread_self();
70.         pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"first handler");
71.         pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"second handler");
73.     printf("[%lu][%s]cleanup process push completed. \n", pthreadData->threadId, pthreadData->threadName);
75.         /* make a error, exiting */
76.         if(ret == 2)
77.                 pthread_exit(&ret);
79.         pthread_cleanup_pop(0);
80.         pthread_cleanup_pop(0);
81. }
84. int main(int argc, char* argv[])
85. {
86.     int err;
87.         pthread_t        tid1, tid2, tid3;
88.         void        *ret;
90.         err = pthread_create(&tid1, NULL, thr1Func, "thread 1");
91.         if(0 != err)
92.                 perror("can't create thread 1");
94.         err = pthread_create(&tid2, NULL, thr2Func, "thread 2");
95.         if(0 != err)
96.                 perror("can't create thread 2");
99.         pthread_join(tid1, &ret);
100.         pthread_join(tid2, &ret);
102.         return 0;
103. }

复制代码

统共创建两个线程，每个线程都有一个本地数据的指针，在线程运行时动态申请内存；为每个线程压入了两个清理函数；

• 线程一正常退出，选择执行清理函数
  
• 线程二模仿出错时，非常提前退出，而在正常退出时，我们选择不执行清理函数；
  

执行结果

1. [senllang@hatch example_05]$ make
2. gcc  -I./ -DTEST_PRO -lpthread -g -c cleanupThreads.c
3. gcc  -I./ -DTEST_PRO -lpthread -g cleanupThreads.o -o hatch-0-01
4. [senllang@hatch example_05]$ ./hatch-0-01
5. [140455969638144][thread 2]cleanup process push completed.
6. [140455978030848][thread 1]cleanup process push completed.
7. [140455978030848][thread 1]cleanup process (second handler)
8. [140455978030848] no work will be doing (first handler).
9. [140455969638144][thread 2]cleanup process (second handler)
10. [140455969638144] no work will be doing (first handler).

复制代码

从结果可以看到，线程一退出时，两个清理函数都执行了。
线程二非常退出时，两个清理函数也都执行了，虽然我们在退出时选择不执行清理函数，但是系统在非常时主动弹出并默认执行了所有清理函数；
总结

线程退出时的清理函数栈，在现实应用程序代码计划时，会让代码运行的更加健壮，让多线程下，岂论是非常退出还是正常退出，都有时机来对线程中用户资源的清理。
本文所涉及的代码已经上传到工程hatchCode, 在multipleThreads/example_05目录下，请各人点star，后续文章的代码也会上传到此工程。
结尾

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  作者邮箱：study@senllang.onaliyun.com
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