線程資源釋放 問題解決

一般來說，Posix的線程終止有兩種情況：正常終止和非正常終止。線程主動調用pthread_exit()或者從線程函數中return都将使線程正常退出，這是可預見的退出方式；非正常終止是線程在其他線程的幹預下，或者由于自身運作出錯（比如通路非法位址）而退出，這種退出方式是不可預見的。

不論是可預見的線程終止還是異常終止，都會存在資源釋放的問題，在不考慮因運作出錯而退出的前提下，如何保證線程終止時能順利的釋放掉自己所占用的資源，特别是鎖資源，就是一個必須考慮解決的問題。

最經常出現的情形是資源獨占鎖的使用：線程為了通路臨界資源而為其加上鎖，但在通路過程中被外界取消，如果線程處于響應取消狀态，且采用異步方式響應，或者在打開獨占鎖以前的運作路徑上存在取消點，則該臨界資源将永遠處于鎖定狀态得不到釋放。外界取消操作是不可預見的，是以的确需要一個機制來簡化用于資源釋放的程式設計。

在POSIX線程API中提供了一個pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()函數對用于自動釋放資源。

–從pthread_cleanup_push()的調用點到pthread_cleanup_pop()之間的程式段中的終止動作（包括調用 pthread_exit()和取消點終止）都将執行pthread_cleanup_push()所指定的清理函數。API定義如下：

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

pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()采用先入後出的棧結構管理，void routine(void *arg)函數在調用pthread_cleanup_push()時壓入清理函數棧，多次對pthread_cleanup_push()的調用将在清理函數棧中形成一個函數鍊，在執行該函數鍊時按照壓棧的相反順序彈出。execute參數表示執行到pthread_cleanup_pop()時是否在彈出清理函數的同時執行該函數，為0表示不執行，非0為執行；這個參數并不影響異常終止時清理函數的執行。

pthread_cleanup_push()/pthread_cleanup_pop()是以宏方式實作的，這是pthread.h中的宏定義：

#define pthread_cleanup_push(routine,arg)                                     
  { struct _pthread_cleanup_buffer _buffer;                                   
    _pthread_cleanup_push (&_buffer, (routine), (arg));
#define pthread_cleanup_pop(execute)                                          
    _pthread_cleanup_pop (&_buffer, (execute)); }
           

可見,pthread_cleanup_push()帶有一個”{“，而pthread_cleanup_pop()帶有一個”}”，是以這兩個函數必須成對出現，且必須位于程式的同一級别的代碼段中才能通過編譯。在下面的例子裡，當線程在”do some work”中終止時，将主動調用pthread_mutex_unlock(mut)，以完成解鎖動作。

pthread_cleanup_push(pthread_mutex_unlock, (void *) &mut);
pthread_mutex_lock(&mut);
/* do some work */
pthread_mutex_unlock(&mut);
pthread_cleanup_pop();
           

必須要注意的是，如果線程處于PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS狀态，上述代碼段就有可能出錯，因為CANCEL事件有可能在pthread_cleanup_push()和pthread_mutex_lock()之間發生，或者在pthread_mutex_unlock()和pthread_cleanup_pop()之間發生，進而導緻清理函數unlock一個并沒有加鎖的mutex變量，造成錯誤。是以，在使用清理函數的時候，都應該暫時設定成PTHREAD_CANCEL_DEFERRED模式。為此，POSIX的Linux實作中還提供了一對不保證可移植的pthread_cleanup_push_defer_np()/pthread_cleanup_pop_defer_np()擴充函數，功能與以下

代碼段相當：

{ 
 int oldtype;
 pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_DEFERRED, &oldtype);
 pthread_cleanup_push(routine, arg);
 ...
 pthread_cleanup_pop(execute);
 pthread_setcanceltype(oldtype, NULL);
 }