Марк Митчелл - Программирование для Linux. Профессиональный подход

pthread_create(&thread, &attr, &thread_function, NULL);

pthread_attr_destroy(&attr);

/* Тело основной программы... */

/* Дожидаться завершения второго потока нет необходимости. */

return 0;

}

Даже если поток был создан ожидаемым, его позднее можно сделать отсоединенным. Для этого нужно вызвать функцию pthread_detach(). Обратное преобразование невозможно.

Обычно поток завершается при выходе из потоковой функции или вследствие вызова функции pthread_exit(). Но существует возможность запросить из одного потока уничтожение другого. Это называется отменой, или принудительным завершением, потока.

Чтобы отменить поток, вызовите функцию pthread_cancel(), передав ей идентификатор требуемого потока. Далее можно дождаться завершения потока. Вообще-то, это обязательно нужно делать с целью освобождения ресурсов, если только поток не является отсоединенным. Отмененный поток возвращает специальное значение PTHREAD_CANCELED.

Во многих случаях поток выполняет код, который нельзя просто взять и прервать. Например, поток может выделить какие-то ресурсы, поработать с ними, а затем удалить. Если отмена потока произойдет где-то посередине, освободить занятые ресурсы станет невозможно, вследствие чего они окажутся потерянными для системы. Чтобы учесть эту ситуацию, поток должен решить, где и когда он может быть отменен.

С точки зрения возможности отмены поток находится в одном из трех состояний.

■ Асинхронно отменяемый . Такой поток можно отменить в любой точке его выполнения.

■ Синхронно отменяемый . Поток можно отменить, но не везде. Запрос на отмену помещается в очередь, и поток отменяется только по достижении определенной точки.

■ Неотменяемый . Попытки отменить поток игнорируются. Первоначально поток является синхронно отменяемым.

Асинхронно отменяемый поток "свободен" в любое время. Синхронно отменяемый поток, наоборот, бывает "свободным", только когда ему "удобно". Соответствующие места в программе называются точками отмены. Запрос на отмену помещается в очередь и находится в ней до тех пор, пока поток не достигнет следующей точки отмены.

Чтобы сделать поток асинхронно отменяемым, воспользуйтесь функцией pthread_setcanceltype(). Эта функция влияет на тот поток, в котором она была вызвана. Первый ее аргумент должен быть PTHREAP_CANCEL_ASYNCHRONOUSв случае асинхронных потоков и PTHREAD_CANCEL_DEFERRED— в случае синхронных потоков. Второй аргумент — это указатель на переменную, в которую записывается предыдущее состояние потока.

Вот как можно сделать поток асинхронным:

pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, NULL);

Что такое точка отмены и где она должна находиться? На этот вопрос нельзя дать прямой ответ. Точка отмены создается с помощью функции pthread_testcancel(). Все, что она делает, — это обрабатывает отложенный запрос на отмену в синхронном потоке. Ее следует периодически вызывать в потоковой функции в ходе длительных вычислений, там, где поток можно завершить без риска потери ресурсов или других побочных эффектов.

Некоторые функции неявно создают точки отмены. О них можно узнать на man-странице, посвященной функции pthread_cancel(). Учтите, что они могут вызываться в других функциях, которые, тем самым, косвенно станут точками отмены.

Поток может вообще отказаться удаляться, вызвав функцию pthread_setcancelstate(). Как и в случае функции pthread_setcanceltype(), это оказывает влияние только на вызывающий поток. Первый аргумент функции должен быть PTHREAD_CANCEL_DISABLE, если нужно запретить отмену потока, и PTHREAD_CANCEL_ENABLEв противном случае. Второй аргумент — это указатель на переменную, в которую записывается предыдущее состояние потока.

Вот как можно запретить отмену потока:

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE, NULL);

Функция pthread_setcancelstate()позволяет организовывать критические секции . Критической секцией называется участок программы, который должен быть либо выполнен целиком, либо вообще не выполнен. Другими словами, если поток входит в критическую секцию, он во что бы то ни стало должен дойти до ее конца.

Предположим, к примеру, что для банковской программы требуется написать функцию, осуществляющую перевод денег с одного счета на другой. Для этого нужно добавить заданную сумму на баланс одного счета и вычесть аналогичную сумму с баланса другого счета. Если между этими двумя операциями произойдет отмена потока, выполняющего функцию, программа ложно увеличит суммарный депозит банка вследствие незавершенной транзакции. Чтобы этого не случилось, обе операции должны выполняться в критической секции.

В листинге 4.6 показан пример функции process_transaction(), осуществляющей данную задумку. Функция запрещает отмену потока до тех пор, пока баланс обоих счетов не будет изменен.

#include

#include

#include

/* Массив балансов счетов, упорядоченный по номеру счета. */

float* account_balances;

/* перевод денежной суммы, равной параметру DOLLARS, со счета

FROM_ACCT на счет TO_ACCT. Возвращается 0, если транзакция

завершена успешно, или 1, если баланс счета FROM_ACCT

слишком мал. */

int process_transaction(int from_acct, int to_acct,

float dollars) {

int old_cancel_state;

/* Проверяем баланс на счету FROM_ACCT. */

if (account_balances(from_acct) < dollars)

return 1;

/* Начало критической секции. */

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_DISABLE, &old_cancel_state);

/* переводим деньги. */

account_balances[to_acct] += dollars;

account_balances[from_acct] -= dollars;

/* Конец критической секции. */

pthread_setcancelstate(old_cancel_state, NULL);

return 0;

}

Обратите внимание на то, что по окончании критической секции восстанавливается предыдущее состояние потока, а не режим PTHREAD_CANCEL_ENABLE. Это позволит безопасно вызывать функцию process_transaction()из другой критической секции.

В общем случае не рекомендуется отменять поток, если его можно просто завершить. Лучше всего каким-то образом просигнализировать потоку о том, что он должен прекратить работу, а затем дождаться его завершения. Подробнее о способах взаимодействия с потоками речь пойдет ниже в этой главе.

В отличие от процессов, все потоки программы делят общее адресное пространство. Это означает, что если один поток модифицирует ячейку памяти (например, глобальную переменную), то это изменение отразится на всех остальных потоках. Таким образом, потоки могут работать с одними и теми же данными, не используя механизмы межзадачного взаимодействия (рассматриваются в главе 5, "Взаимодействие процессов").