（转）Linux 多线程编程---pthread_testcancel()等讲解

1.   所谓线程就是“一个进程内部的一个控制序列”。也就是一个进程内部的并行的基础！

2.    Linux进程可以看成只有一个控制线程：
      一个进程在同一时刻只做一件事情。有了多个控制线程以后，
      在程序设计时可以把进程设计成在同一时刻能够做不止一件事，
      每个线程处理各只独立的任务。即所谓并行！
     
3.     线程的优点：
          （1）通过为每种事件类型的处理分配单独的线程，能够简化处理异步时间的代码。
          （2）多个线程可以自动共享相同的存储地址空间和文件描述符。
          （3）有些问题可以通过将其分解从而改善整个程序的吞吐量。
          （4）交互的程序可以通过使用多线程实现相应时间的改善，多线程可以把程序中
               处理用户输入输出的部分与其它部分分开。

4.       线程的缺点：
         线程也有不足之处。编写多线程程序需要更全面更深入的思考。
         在一个多线程程序里，因时间分配上的细微偏差或者因共享了不该共享的
         变量而造成不良影响的可能性是很大的。调试一个多线程程序也
         比调试一个单线程程序困难得多。     
     
5.    线程标识：
      我们已经知道进程有进程ID就是pid_t，那么线程也是有自己的ID的pthread_t数据类型！
      注意：实现的时候可以用一个结构来代表pthread_t数据类型，所以可以移植的操作系统
            不能把它作为整数处理。因此必须使用函数来对来对两个线程ID进行比较。
     
6.    pthread_cancel：取消同一进程中的其他线程(注意是取消其他线程)
     
       intpthread_cancel(pthread_t tid);
      若成功返回0，否则返回错误编号。
      注意：pthread_cancel并不等待线程终止，它仅仅提出请求。是否真的执行还看目标线程的
            state和type的设置了！
     
7.  pthread_cleanup_push 和pthread_cleanup_pop：线程清理处理程序     
     
       voidpthread_cleanup_push( void ( * rtn ) ( void * )，void *arg );
       voidpthread_cleanup_pop( int exe );
       参数：
            rtn：  处理程序入口地址
             arg：传递给处理函数的参数
      线程可以安排它退出时需要调用的函数，这样的函数称为线程清理处理程序，线程可以建立多个清理处理程序。
      注意：此处是使用栈保存的，所以是先进后处理原则！
            如果线程是通过从启动例程中返回而终止的，它的处理程序就不会调用。
     
      !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
      ATTENTION:
                  pthread_cleanup_push注册一个回调函数，如果你的线程在对应的pthread_cleanup_pop
                  之前异常退出(return是正常退出，其他是异常)，那么系统就会执行这个回调函数(回调函
                  数要做什么你自己决定)。但是如果在pthread_cleanup_pop之前没有异常退出，
                  pthread_cleanup_pop就把对应的回调函数取消了，
     
       所以请注意：
            只有在“清理函数”的设置和取消之间有异常的退出，才会调用我们设置的“清理函数”。
            否则是不会输出的！
            一般的触发条件是：在之间有pthread_exit(非正常退出)；或者有取消点时候！
           
       关于“取消点” (cancellation point ):
            例如执行下面代码：
                            printf("sleep\n");
                            sleep(10);
                             printf("wake \n");
      在sleep函数中，线程睡眠，结果收到cancel信号，这时候线程从sleep中醒来，但是线程不会立刻退出。
      >>>>>:     
            函数：pthread_testcancel()：
            描述：函数在运行的线程中创建一个取消点，如果cancellation无效则此函数不起作用。
            
            pthread的建议是：如果一个函数是阻塞的，那么你必须在这个函数前后建立 “ 取消点 ”, 比如：
                            printf("sleep\n");
                           pthread_testcancel();
                            sleep(10);
                            pthread_testcancel();
                             printf("wake \n");
            在执行到pthread_testcancel的位置时，线程才可能响应cancel退出进程。
           
            对于一些函数来说本身就是有cancellation point 的，那么可以不管，但是大部分还是没有的，
            所以要使用pthread_testcancel来设置一个取消点，那么也并不是对于所有的函数都是有效的，
            对于有延时的函数才是有效的，更清楚的说是有时间让pthread_cancel响应才是OK的！
           
       附加：
            POSIX中的函数cancellation点的:
            pthread_join
            pthread_cond_wait
            thread_cond_timewait
            pthread_testcancel
            sem_wait
            sigwait       都是cancellation点.
            下面的这些系统函数也是cancellation点:
             accept
             fcntl
             open
             read
             write
             lseek
             close
             send
            sendmsg
             sendto
            connect
             recv
            recvfrom
            recvmsg
             system
            tcdrain
             fsync
             msync
             pause
             wait
            waitpid
            nanosleep
 
            其它的一些函数如果调用了上面的函数, 那么, 它们也是cancellation点.
             intpthread_setcancelstate (int STATE, int *OLDSTATE);
            用于允许或禁止处理cancellation,
            STATE可以是:PTHREAD_CANCEL_ENABLE， PTHREAD_CANCEL_DISABLE

intpthread_setcanceltype (int TYPE, int *OLDTYPE);
            设置如何处理cancellation, 异步的还是推迟的.
            TYPE可以是:PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS， PTHREAD_CANCEL_DEFERRED
              
      >>>>        
      摘录：http://blogt.chinaunix.net/space.php?uid=23381466&do=blog&id=58787

什么是取消点（cancelation point）？

资料中说，根据POSIX标准，pthread_join()、pthread_testcancel()、pthread_cond_wait()、
            pthread_cond_timedwait()、sem_wait()、sigwait()等函数以及read()、write()等会引起阻塞
            的系统调用都是Cancelation-point。而其他pthread函数都不会引起 Cancelation动作。但
            是pthread_cancel的手册页声称，由于LinuxThread库与C库结合得不好，因而目前C库函
             数都不是Cancelation-point；但CANCEL信号会使线程从阻塞的系统调用中退出，并置
            EINTR错误码，因此可以在需要作为Cancelation-point的系统调用前后调用pthread_testcancel()，
            从而达到POSIX标准所要求的目标，即如下代码段：

pthread_testcancel();
             retcode =read(fd, buffer, length);
            pthread_testcancel();

我发现，对于C库函数来说，几乎可以使线程挂起的函数都会响应CANCEL信号，终止线程，
            包括sleep、delay等延时函数。                    
    本篇文章来源于 Linux公社网站(www.linuxidc.com)  原文链接：http://www.linuxidc.com/Linux/2012-03/57249p2.htm

8、示例代码：

/*
 * ThreadCancel.c
 *
 *  Created on: Aug 17, 2013
 *      Author: root
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>

#define NUM_THREADS 5
void* search(void *);
void print_it(void*);

pthread_t threads[NUM_THREADS];
pthread_mutex_t lock;
int tries;
int started;
int main(){
    int i, pid;
    pid = getpid();
    printf("Search for the number=%d...\n", pid);
    pthread_mutex_init(&lock,NULL);
    for(started=;started<NUM_THREADS; started++){
        pthread_create(&threads[started], NULL, search, (void*)pid);
    }
    for(i=; i<NUM_THREADS; i++){
        pthread_join(threads[i], NULL);
    }
    printf("It took %d tries to find the number.\n", tries);
    return ;
}

void print_it(void * arg){
    int *try = (int *)arg;
    pthread_t tid;
    tid = pthread_self();
    printf("Thread %lx was canceled on its %d try.\n", tid, *try);
}

void * search(void * arg){
    int num = (int)arg;
    int i,j,ntries;
    pthread_t tid;
    tid = pthread_self();
    while(pthread_mutex_trylock(&lock) == EBUSY){
        pthread_testcancel();                            //thread may be canceled and call cancel function handler !
    }
    printf("current thread tid:%lx.\n", tid);
    srand((int)tid);
    printf("current thread tid:%lx, after srand method.\n", tid);
    i = rand() & 0xFFFFFF;
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    ntries = ;
    pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);
    pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_DEFERRED, NULL);
    while(started < NUM_THREADS){
        sched_yield();
    }
    pthread_cleanup_push(print_it, (void*)&ntries);
    while(){
        i = (i+) & 0xffffff;
        ntries++;
        if(num == i){
            while(pthread_mutex_trylock(&lock) == EBUSY){
                printf("Thread %lx found the number! But not get lock!\n", tid);
                pthread_testcancel();
            }
            tries = ntries;
            printf("Thread %lx found the number!\n", tid);
            for(j=;j<NUM_THREADS;j++){
                if(threads[j] != tid){
                    pthread_cancel(threads[j]);
                }
            }
            break;
        }

        if(ntries % ==){
            pthread_testcancel();
        }
    }

    pthread_cleanup_pop();
    return ((void*));
}

因为是多线程运行，所以运行结果可能有好几个，运行结果（一）：

运行结果（二）：