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嵌入式Linux:注冊線程清理處理函數

發(fā)布人:美男子玩編程 時間:2025-01-21 來源:工程師 發(fā)布文章

在 Linux 多線程編程中,線程終止時可以執(zhí)行特定的清理操作,通過注冊線程清理函數(thread cleanup handler)來實現。

這類似于使用 atexit() 注冊進程終止處理函數。

線程清理函數用于在線程退出時執(zhí)行一些資源釋放或清理工作,例如關閉文件描述符、釋放內存等。

不同于進程,線程可以注冊多個清理函數,這些清理函數以棧的形式管理,棧是一種先進后出的數據結構。

因此,清理函數的執(zhí)行順序與注冊順序相反。

在 Linux 中,使用 pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop() 函數分別向線程的清理函數棧添加和移除清理函數。

其原型如下:

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

參數說明:

  • pthread_cleanup_push()用于將清理函數推入棧中。

    • routine: 指向清理函數的函數指針,清理函數沒有返回值,并接受一個 void * 類型的參數。

    • arg: 傳遞給清理函數的參數,當清理函數執(zhí)行時,該參數作為 routine() 的輸入。

  • pthread_cleanup_pop()用于從清理函數棧中彈出最近添加的清理函數。

    • execute: 指定是否執(zhí)行清理函數。如果為 0,則只移除清理函數而不執(zhí)行它;如果為非 0,則不僅移除還會執(zhí)行清理函數。

線程清理函數執(zhí)行的場景:

  • 當線程調用 pthread_exit()退出時,清理函數會自動執(zhí)行。

  • 當線程響應取消請求時(如通過 pthread_cancel()取消線程),清理函數會被執(zhí)行。

  • 當通過非 0 參數調用 pthread_cleanup_pop() 時,棧頂的清理函數會被執(zhí)行。

以下代碼展示了如何使用 pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop() 注冊和移除清理函數:

void cleanup(void *arg) {
    printf("Cleaning up: %s\n", (char *)arg);
}
void *thread_function(void *arg) {
    pthread_cleanup_push(cleanup, "Resource 1");
    pthread_cleanup_push(cleanup, "Resource 2");
    // 模擬線程工作
    printf("Thread is running...\n");
    // 調用pthread_exit()會觸發(fā)清理函數的執(zhí)行
    pthread_exit(NULL);
    // 清理函數必須成對使用,因此即使退出后也要調用pthread_cleanup_pop
    pthread_cleanup_pop(1);
    pthread_cleanup_pop(1);
}
int main() {
    pthread_t thread;
    // 創(chuàng)建一個線程
    if (pthread_create(&thread, NULL, thread_function, NULL) != 0) {
        perror("Failed to create thread");
        return 1;
    }
    // 等待線程結束
    pthread_join(thread, NULL);
    return 0;
}


解釋說明:

  • 線程中注冊了兩個清理函數,分別為 "Resource 1" 和 "Resource 2"。

  • 當線程調用 pthread_exit() 時,棧中的清理函數按后進先出的順序執(zhí)行,因此會先打印 "Cleaning up: Resource 2",再打印 "Cleaning up: Resource 1"。

注意事項:

  • pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop() 并不是普通函數,而是宏實現的,必須在相同的作用域內成對出現,不能在代碼中分開使用。

  • 清理函數只會在線程通過 pthread_exit() 或響應取消請求時執(zhí)行。

    如果線程通過 return 語句退出,清理函數不會被執(zhí)行。

通過使用 pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop(),可以確保在線程終止時執(zhí)行所需的清理操作,這在資源管理和異常處理中非常有用。

清理函數的自動執(zhí)行使得多線程編程中的資源釋放更加簡潔、安全。

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關鍵詞: 嵌入式 Linux

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