终止线程执行，千万别踩这个坑！

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终止线程执行，千万别踩这个坑！

c语言中文网：终止线程执行，千万别踩这个坑！

使用 pthread_cancel()函数，有时候会发生并没有cancel掉子线程的情况，子线程仍然继续运行。

在《终止线程执行（3种方法）》一节中，我们对 pthread_cancel() 函数的功能和用法做了详细的介绍。总的来说，通过调用 pthread_cancel() 函数，一个线程可以向同进程内的另一个线程发送“终止执行”的信号（Cancel 信号），使目标线程结束执行。

实际使用 pthread_cancel() 函数时，很多读者会发现“Cancel 信号成功发送，但目标线程并未立即终止执行”等类似的问题举个例子，在 Linux 环境中执行如下程序：

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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
void * thread_Fun(void * arg) {
    printf("新建线程开始执行\n");
    //插入无限循环的代码，测试 pthread_cancel()函数的有效性
    while(1);
}
int main()
{
    pthread_t myThread;
    void * mess;
    int value;
    int res;
    res = pthread_create(&myThread, NULL, thread_Fun, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("线程创建失败\n");
        return 0;
    }
    sleep(1);
    //令 myThread 线程终止执行
    res = pthread_cancel(myThread);
    if (res != 0) {
        printf("终止 myThread 线程失败\n");
        return 0;
    }
    printf("等待 myThread 线程执行结束：\n");
    res = pthread_join(myThread, &mess);
    if (res != 0) {
        printf("等待线程失败\n");
        return 0;
    }
    if (mess == PTHREAD_CANCELED) {
        printf("myThread 线程被强制终止\n");
    }
    else {
        printf("error\n");
    }
    return 0;
}

假设程序编写在 thread.c 文件中，执行过程如下：

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[root@localhost ~]# gcc thread.c -o thread.exe -lpthread
[root@localhost ~]# ./thread.exe
新建线程开始执行
等待 myThread 线程执行结束：

myThread 线程被强制终止这行并没有出来，就卡在res = pthread_join(myThread, &mess);这步，子线程一直在运行，说明并没有cancel掉。

程序中，主线程（ main() 函数）试图调用 pthread_cancel() 函数终止 myThread 线程执行。从运行结果不难发现，pthread_cancel() 函数成功发送了 Cancel 信号，但目标线程仍在执行。

也就是说，==接收到 Cancel 信号的目标线程并没有立即处理该信号，或者说目标线程根本没有理会此信号。==解决类似的问题，我们就需要搞清楚目标线程对 Cancel 信号的处理机制。

线程对Cancel信号的处理

对于默认属性的线程，当有线程借助 pthread_cancel() 函数向它发送 Cancel 信号时，它并不会立即结束执行，而是选择在一个适当的时机结束执行。

所谓适当的时机，POSIX 标准中规定，当线程执行一些特殊的函数时，会响应 Cancel 信号并终止执行，比如常见的 pthread_join()、pthread_testcancel()、sleep()、system() 等，POSIX 标准称此类函数为“cancellation points”（中文可译为“取消点”）。

POSIX 标准中明确列举了所有可以作为取消点的函数，这里不再一一罗列，感兴趣的读者可以自行查阅 POSIX 标准手册。

此外，<pthread.h> 头文件还提供有 pthread_setcancelstate() 和 pthread_setcanceltype() 这两个函数，我们可以手动修改目标线程处理 Cancel 信号的方式。

1、pthread_setcancelstate()函数

借助 pthread_setcancelstate() 函数，我们可以令目标线程处理 Cancal 信号，也可以令目标线程不理会其它线程发来的 Cancel 信号。

pthread_setcancelstate() 函数的语法格式如下：

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int pthread_setcancelstate( int state , int * oldstate );

  1. state 参数有两个可选值，分别是：

    • PTHREAD_CANCEL_ENABLE（默认值）：当前线程会处理其它线程发送的 Cancel 信号；
    • PTHREAD_CANCEL_DISABLE：当前线程不理会其它线程发送的 Cancel 信号，直到线程状态重新调整为 PTHREAD_CANCEL_ENABLE 后，才处理接收到的 Cancel 信号。

  2. oldtate 参数用于接收线程先前所遵循的 state 值，通常用于对线程进行重置。如果不需要接收此参数的值，置为 NULL 即可。

pthread_setcancelstate() 函数执行成功时，返回数字 0，反之返回非零数。

2、pthread_setcanceltype()函数

当线程会对 Cancel 信号进行处理时，我们可以借助 pthread_setcanceltype() 函数设置线程响应 Cancel 信号的时机。

pthread_setcanceltype() 函数的语法格式如下：

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int pthread_setcanceltype( int type , int * oldtype );

  1. type 参数有两个可选值，分别是：

    • PTHREAD_CANCEL_DEFERRED（默认值）：当线程执行到某个可作为取消点的函数时终止执行；
    • PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS：线程接收到 Cancel 信号后立即结束执行。

  2. oldtype 参数用于接收线程先前所遵循的 type 值，如果不需要接收该值，置为 NULL 即可。

pthread_setcanceltype() 函数执行成功时，返回数字 0，反之返回非零数。

接下来通过一个实例给大家演示以上两个函数的功能和用法：

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#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>
void * thread_Fun(void * arg) {
    printf("新建线程开始执行\n");
    int res;
    //设置线程为可取消状态
    res = pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("修改线程可取消状态失败\n");
        return  NULL;
    }
    //设置线程接收到 Cancel 信号后立即结束执行
    res = pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("修改线程响应 Cancel 信号的方式失败\n");
        return  NULL;
    }
    while (1);
    return NULL;
}
int main()
{
    pthread_t myThread;
    void * mess;
    int value;
    int res;
    res = pthread_create(&myThread, NULL, thread_Fun, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("线程创建失败\n");
        return 0;
    }
    sleep(1);
    //向 myThread 线程发送 Cancel 信号
    res = pthread_cancel(myThread);
    if (res != 0) {
        printf("终止 myThread 线程失败\n");
        return 0;
    }
    //等待 myThread 线程执行结束，获取返回值
    res = pthread_join(myThread, &mess);
    if (res != 0) {
        printf("等待线程失败\n");
        return 0;
    }
    if (mess == PTHREAD_CANCELED) {
        printf("myThread 线程被强制终止\n");
    }
    else {
        printf("error\n");
    }
    return 0;
}

假设程序编写在 thread.c 文件中，程序执行过程如下：

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[root@localhost ~]# gcc thread.c -o thread.exe -lpthread
[root@localhost ~]# ./thread.exe
新建线程开始执行
myThread 线程被强制终止

和《终止线程执行（3种方法）》一节中 pthread_cancel() 函数的演示程序相比，我们仅仅是将 myThread 线程设置为“接收到 Cancel 信号后立即结束执行”。通过对比两个程序的输出结果，很容易就可以体会出 pthread_setcancelstate() 和 pthread_setcanceltype() 函数的功能。

其实就是在要用多线程的函数里多写几句话，设置线程为可取消状态、设置线程接收到 Cancel 信号后立即结束执行。