6.7  管理线程

到此为止，我们已经谈论了如何创建线程、使用线程属性对象、创建可结合和分离的线程，以及返回线程id的方法。接下来我们将讨论如何管理线程。当创建有着多个线程的应用程序时，有多种方法可以控制线程的行为以及它们如何使用资源和竞争资源。管理线程中包含设置调度策略、线程优先级等部分，这能够提高线程的性能，因此也提高了应用程序的性能。线程的性能还由线程如何竞争资源所决定，无论是系统范围还是进程范围。可以通过使用线程属性对象来设置线程的调度策略、优先级和竞争范围。由于线程共享资源，因此对资源的访问必须加以同步。线程同步包含线程何时以及如何终止和取消。

6.7.1  终止线程（1）

当线程到达程序指令的结尾时，就会终止。当线程终止后，pthread库收回线程使用的系统资源并保存它的退出状态。线程也可能会在执行完它所有的指令之前，被另一个对等线程提前终止。线程可能已经破坏某些进程数据，因此必须被终止。

线程的执行可以通过几种方式来停止：

通过从它被分派的任务返回，返回时有或者没有退出状态或返回值

显式终止自身并提供一个退出状态

被相同地址空间中的其他线程取消

1. 自终止

线程可以通过调用pthread_exit( )来自终止。

调用形式

#include <pthread.h> 
 
int pthread_exit(void *value_ptr); 

当可结合线程函数结束执行之后，它返回到将它作为目标线程调用pthread_join( )的线程。当终止的线程调用pthread_exit( )时，它在value_ptr中得到了退出状态。退出状态被返回到pthread_join( )。还没有执行的取消清理处理任务(cancellation cleanup handler task)与线程特有数据的析构器一起执行。

当调用这个函数时，线程所使用的资源不会被释放。应用程序可以看到的进程资源也不会被释放，如互斥量和文件描述符。不会执行进程级清理动作。当进程中最后一个线程退出时，进程终止，且退出状态为0。这个函数不能够返回到调用线程，也没有为它定义错误。

2. 终止对等线程

有时候一个线程有必要终止另一个对等线程。pthread_cancel( )用于终止对等线程。参数thread是要取消的线程。这个函数如果成功则返回0，如果不成功就返回一个错误。当参数thread不对应任何现有线程时，函数pthread_cancel( )会失败。

调用形式

#include <pthread.h> 
 
int pthread_cancel(pthread_t thread); 

应用程序中可能会有一个线程监视其他线程的工作。如果某个线程执行不力或不再需要，为了节省系统资源，有必要终止该线程。用户可能期望取消执行中的操作。多个线程可能用于解决一个问题，但是一旦某个线程得到了解答，所有其他线程可以被监视线程或得到解答的线程取消。

对pthread_cancel( )的调用是取消一个对等线程的请求。这个请求可能立即被同意、稍后被同意、甚至被忽略。目标线程可能立即终止，或者延迟到它的执行中的某个逻辑点。线程可能必须在终止之前执行一些清理任务，线程也可以选择拒绝终止。

3. 理解取消过程

在取消一个对等线程的请求被同意时，会有一个取消过程同pthread_cancel( )的返回异步发生。目标线程的取消类型和取消状态决定了取消何时真正发生。可取消性状态描述了线程的取消状况为可取消或不可取消。线程的可取消性类型决定了线程在收到取消请求后继续执行的能力。可取消性状态和类型是由线程自己动态设置的。

调用线程的可取消性状态和类型是由pthread_setcancelstate( )和pthread_setcanceltype( )设置的。pthread_setcancelstate( )将调用线程设置为state所指定的可取消性状态，并将之前的状态在oldstate中返回。pthread_setcanceltype( ) 将调用线程设置为type所指定的可取消性类型，并将之前的类型在oldtype中返回。

调用形式

#include <pthread.h> 
 
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);  
int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype); 

用于设置线程取消状态的state和oldstate的值是：

PTHREAD_CANCEL_DISABLE  
 
PTHREAD_CANCEL_ENABLE 

PTHREAD_CANCEL_DISABLE使得线程忽略取消请求。PTHREAD_CANCEL_ENABLE使得线程允许取消请求。PTHREAD_CANCEL_ENABLE是任何新近创建的线程的默认状态。如果成功，函数返回0。如果没有成功，函数返回一个错误号。如果没有传递有效的state值，则pthread_setcancelstate( )会失败。

函数pthread_setcanceltype( )将调用线程的可取消性状态设置为type指定的类型，并将之前的状态通过oldtype返回。type和oldtype的值可以为：

PTHREAD_CANCEL_DEFFERED  
 
PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS 

PTHREAD_CANCEL_DEFFERED使得线程推迟终止，直到它到达它的取消点。这是任何新近创建的线程的默认可取消性类型。PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS使得线程立即终止。如果成功，函数返回0。如果不成功，函数返回一个错误号。如果没有传递有效的type，则pthread_setcanceltype( )会失败。

pthread_setcancelstate ( )和pthread_setcanceltype( )共同使用来建立线程的可取消性。表6-5列出了状态和类型的组合以及对每种组合的作用的描述。

表6-5

请看示例6-3。

示例6-3

// Example 6-3 task3 thread sets its cancelability state to allow thread  
// to be canceled immediately.  
 
void *task3(void *X)  
{  
   int OldState,OldType;  
 
   // enable immediate cancelability  
 
   pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE,&OldState);  
   pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,&OldType);  
 
   ofstream Outfile("out3.txt");  
   for(int Count = 1;Count < 100;Count++)  
   {  
      Outfile << "thread C is working: " << Count << endl;  
 
   }  
   Outfile.close();  
   return (NULL);  
}