Создание и завершение thread'а. Функции pthread_create(), pthread_exit(), pthread_join()

Нити исполнения, как и традиционные процессы, могут порождать нити-потомки, правда, только внутри своего процесса. Каждый будущий thread внутри программы должен представлять собой функцию с прототипом

void *thread(void *arg);

Параметр arg передается этой функции при создании thread'a и может, до некоторой степени, рассматриваться как аналог параметров функции main(), о которых мы говорили на семинарах 3–4. Возвращаемое функцией значение может интерпретироваться как аналог информации, которую родительский процесс может получить после завершения процесса-ребенка. Для создания новой нити исполнения применяется функция pthread_create().

Функция для создания нити исполнения

Прототип функции

#include <pthread.h> int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr, void * (*start_routine)(void *), void *arg);

Описание функции

Функция pthread_create служит для создания новой нити исполнения (thread'а) внутри текущего процесса. Настоящее описание не является полным описанием функции, а служит только целям данного курса. Для изучения полного описания обращайтесь к UNIX Manual.

Новый thread будет выполнять функцию start_routine с прототипом

void *start_routine(void *)

передавая ей в качестве аргумента параметр arg. Если требуется передать более одного параметра, они собираются в структуру, и передается адрес этой структуры. Значение, возвращаемое функцией start_routine не должно указывать на динамический объект данного thread'а.

Параметр attr служит для задания различных атрибутов создаваемого thread'а. Их описание выходит за рамки нашего курса, и мы всегда будем считать их заданными по умолчанию, подставляя в качестве аргумента значение NULL.

Возвращаемые значения

При удачном завершении функция возвращает значение 0 и помещает идентификатор новой нити исполнения по адресу, на который указывает параметр thread. В случае ошибки возвращается положительное значение (а не отрицательное, как в большинстве системных вызовов и функций!), которое определяет код ошибки, описанный в файле <errno.h>. Значение системной переменной errno при этом не устанавливается.

<
Одним из вариантов получения адреса, возвращаемого завершившимся thread'ом, с одновременным ожиданием его завершения является использование функции pthread_join(). Нить исполнения, вызвавшая эту функцию, переходит в состояние ожидание до завершения заданного thread'а. Функция позволяет также получить указатель, который вернул завершившийся thread в операционную систему.

Функция pthread_join()

Прототип функции

#include <pthread.h> int pthread_join (pthread_t thread, void **status_addr);

Описание функции

Функция pthread_join блокирует работу вызвавшей ее нити исполнения до завершения thread'а с идентификатором thread. После разблокирования в указатель, расположенный по адресу status_addr, заносится адрес, который вернул завершившийся thread либо при выходе из ассоциированной с ним функции, либо при выполнении функции pthread_exit(). Если нас не интересует, что вернула нам нить исполнения, в качестве этого параметра можно использовать значение NULL.

Возвращаемые значения

Функция возвращает значение 0 при успешном завершении. В случае ошибки возвращается положительное значение (а не отрицательное, как в большинстве системных вызовов и функций!), которое определяет код ошибки, описанный в файле <errno.h>. Значение системной переменной errno при этом не устанавливается.

Мы не будем рассматривать ее в полном объеме, так как детальное изучение программирования с использованием thread'ов не является целью данного курса.

Важным отличием этой функции от большинства других системных вызовов и функций является то, что в случае неудачного завершения она возвращает не отрицательное, а положительное значение, которое определяет код ошибки, описанный в файле <errno.h>. Значение системной переменной errno при этом не устанавливается. Результатом выполнения этой функции является появление в системе новой нити исполнения, которая будет выполнять функцию, ассоциированную со thread'ом, передав ей специфицированный параметр, параллельно с уже существовавшими нитями исполнения процесса.

Созданный thread может завершить свою деятельность тремя способами:

С помощью выполнения функции pthread_exit(). Функция никогда не возвращается в вызвавшую ее нить исполнения. Объект, на который указывает параметр этой функции, может быть изучен в другой нити исполнения, например, в породившей завершившийся thread. Этот параметр, следовательно, должен указывать на объект, не являющийся локальным для завершившегося thread'а, например, на статическую переменную;
С помощью возврата из функции, ассоциированной с нитью исполнения. Объект, на который указывает адрес, возвращаемый функцией, как и в предыдущем случае, может быть изучен в другой нити исполнения, например, в породившей завершившийся thread, и должен указывать на объект, не являющийся локальным для завершившегося thread'а;
Если в процессе выполняется возврат из функции main() или где-либо в процессе (в любой нити исполнения) осуществляется вызов функции exit(), это приводит к завершению всех thread'ов процесса.

Функция для завершения нити исполнения

Прототип функции

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

Описание функции

Функция pthread_exit служит для завершения нити исполнения (thread) текущего процесса.

Функция никогда не возвращается в вызвавший ее thread. Объект, на который указывает параметр status, может быть впоследствии изучен в другой нити исполнения, например в нити, породившей завершившуюся нить. Поэтому он не должен указывать на динамический объект завершившегося thread'а.

<

Одним из вариантов получения адреса, возвращаемого завершившимся thread'ом, с одновременным ожиданием его завершения является использование функции pthread_join(). Нить исполнения, вызвавшая эту функцию, переходит в состояние ожидание до завершения заданного thread'а. Функция позволяет также получить указатель, который вернул завершившийся thread в операционную систему.

Функция pthread_join()

Прототип функции

#include <pthread.h> int pthread_join (pthread_t thread, void **status_addr);

Описание функции

Функция pthread_join блокирует работу вызвавшей ее нити исполнения до завершения thread'а с идентификатором thread. После разблокирования в указатель, расположенный по адресу status_addr, заносится адрес, который вернул завершившийся thread либо при выходе из ассоциированной с ним функции, либо при выполнении функции pthread_exit(). Если нас не интересует, что вернула нам нить исполнения, в качестве этого параметра можно использовать значение NULL.

Возвращаемые значения

Функция возвращает значение 0 при успешном завершении. В случае ошибки возвращается положительное значение (а не отрицательное, как в большинстве системных вызовов и функций!), которое определяет код ошибки, описанный в файле <errno.h>. Значение системной переменной errno при этом не устанавливается.

Содержание раздела