【linux 多线程并发】线程退出自动清理函数的使用，释放线程申请的资源，异常退出自动调用

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线程退出回调函数

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本专栏一起来聊聊参天引擎内核架构，以及如何实现多机的数据库节点的多读多写，与传统主备，MPP的区别，技术难点的分析，数据元数据同步，多主节点的情况下对故障容灾的支持。

手写数据库toadb
本专栏主要介绍如何从零开发，开发的步骤，以及开发过程中的涉及的原理，遇到的问题等，让大家能跟上并且可以一起开发，让每个需要的人成为参与者。
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线程退出回调函数前言概述接口说明使用说明示例代码执行结果总结结尾

前言

现代的CPU都是多core处理器，而且在intel处理器中每个core又可以多个processor，形成了多任务并行处理的硬件架构，在服务器端的处理器上架构又有一些不同，传统的采用SMP，也就是对称的多任务处理架构，每个任务都可以对等的访问所有内存，外设等，而如今在ARM系列CPU上，多采用NUMA架构，它将CPU核分了几个组，给每个组的CPU core分配了对应的内存和外设，CPU访问对应的内存和外设时速度最优，跨组访问时性能会降底一些。

随着硬件技术的持续发展，它们对一般应用的性能优化能力越来越强，同时对于服务器软件的开发，提出更高要求，要想达到极高的并发和性能，就需要充分利用当前硬件架构的特点，对它们进行压榨。那么，我们的应用至少也是要采用多任务架构，不管是多线程还是多进程的多任务架构，才可以充分利用硬件的资源，达到高效的处理能力。

当然多任务框架的采用，不仅仅是多线程的执行，需要对多任务下带来的问题进行处理，如任务执行返回值获取，任务间数据的传递，任务执行次序的协调；当然也不是任务越多处理越快，要避免线程过多导致操作系统夯住，也要防止任务空转过快导致CPU使用率飙高。

本专栏主要介绍使用多线程与多进程模型，如何搭建多任务的应用框架，同时对多任务下的数据通信，数据同步，任务控制，以及CPU core与任务绑定等相关知识的分享，让大家在实际开发中轻松构建自已的多任务程序。

概述

在线程运行的过程中，会有一些线程私有的数据，在退出时需要线程自己来清理，或者在线程退出时，需要通知其它线程。在实际线程运行时，对于正常预期的退出，我们可以添加代码进行处理，但是对于线程异常处理部分，有些异常需要线程立即退出，这些地方我们很难预期。

如何在线程退出时，自动调用我们定义的清理函数呢？

线程库的设计者已经早早就考虑到了这一点，设计了退出清理回调函数的栈，线程退出时按压入栈的次序，依次从栈顶弹出回调函数执行。下面我们来看它们的详细使用方法。

接口说明

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

参数说明
routine, 用户定义的清理函数；
arg, 用户定义的清理函数的入参；
execute, 是否要执行弹出的清理函数；取值为0时，不执行；大于0，执行；

使用说明

清理回调机制的使用分为两个阶段；

装载清理函数

在线程开始阶段，将定义的清理函数压入栈，当有多个清理函数时，压栈的顺序需要用户自定义，尽量与资源申请的顺序保持一致，避免清理顺序错位；

需要注意的是，该步骤最好在没有错误发生，或者资源申请之前。

清理函数执行

在线程处理完成后，对清理函数弹出栈，在弹出栈的同时，还可以选择是否执行相应的清理函数；如果是正常执行，可能已经释放了相关资源。

当异常发生时，线程会提前退出，此时用户没有机会操作清理函数栈，也没有机会选择清理函数是否需要执行；在这种清况下，线程库会自动从栈中依次弹出清理函数，并且默认都会执行。

下面我们用两个线程来模拟正常退出和异常提前退出的情况。

示例代码

/*  * created by senllang 2023/12/24  * mail : study@senllang.onaliyun.com  * Copyright (C) 2023-2023, senllang */#include <pthread.h>#include <stdlib.h>#include <stdio.h>#include <string.h>#define THREAD_NAME_LEN 32typedef struct ThreadData{char threadName[THREAD_NAME_LEN];unsigned long threadId;}ThreadData;__thread ThreadData *pthreadData = NULL;void threadCleanUp(void* arg){char *str = (char *)arg;if(pthreadData != NULL){printf("[%lu][%s]cleanup process (%s)\n", pthreadData->threadId, pthreadData->threadName, str);free(pthreadData);pthreadData = NULL;}else {printf("[%lu] no work will be doing (%s). \n", pthread_self(), str);}return;}void* thr1Func(void* arg){    char *parg = (char *)arg;pthreadData = (ThreadData *)malloc(sizeof(ThreadData));memset(pthreadData, sizeof(ThreadData), 0x00);strncpy(pthreadData->threadName, parg, THREAD_NAME_LEN);pthreadData->threadId = pthread_self();pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"first handler");pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"second handler");    printf("[%lu][%s]cleanup process push completed. \n", pthreadData->threadId, pthreadData->threadName);/* cleanup process will not be running. */pthread_cleanup_pop(1);pthread_cleanup_pop(1);return NULL;}void* thr2Func(void* arg){int ret = 2;    char *parg = (char *)arg;pthreadData = (ThreadData *)malloc(sizeof(ThreadData));memset(pthreadData, sizeof(ThreadData), 0x00);strncpy(pthreadData->threadName, parg, THREAD_NAME_LEN);pthreadData->threadId = pthread_self();pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"first handler");pthread_cleanup_push(threadCleanUp, (char*)"second handler");    printf("[%lu][%s]cleanup process push completed. \n", pthreadData->threadId, pthreadData->threadName);/* make a error, exiting */if(ret == 2)pthread_exit(&ret);pthread_cleanup_pop(0);pthread_cleanup_pop(0);}int main(int argc, char* argv[]){    int err;pthread_ttid1, tid2, tid3;void*ret;err = pthread_create(&tid1, NULL, thr1Func, "thread 1");if(0 != err)perror("can't create thread 1");err = pthread_create(&tid2, NULL, thr2Func, "thread 2");if(0 != err)perror("can't create thread 2"); pthread_join(tid1, &ret);pthread_join(tid2, &ret);return 0;}

总共创建两个线程，每个线程都有一个本地数据的指针，在线程运行时动态申请内存；为每个线程压入了两个清理函数；

线程一正常退出，选择执行清理函数线程二模拟出错时，异常提前退出，而在正常退出时，我们选择不执行清理函数；

执行结果

[senllang@hatch example_05]$ makegcc  -I./ -DTEST_PRO -lpthread -g -c cleanupThreads.cgcc  -I./ -DTEST_PRO -lpthread -g cleanupThreads.o -o hatch-0-01[senllang@hatch example_05]$ ./hatch-0-01 [140455969638144][thread 2]cleanup process push completed. [140455978030848][thread 1]cleanup process push completed. [140455978030848][thread 1]cleanup process (second handler)[140455978030848] no work will be doing (first handler). [140455969638144][thread 2]cleanup process (second handler)[140455969638144] no work will be doing (first handler).

从结果可以看到，线程一退出时，两个清理函数都执行了。
线程二异常退出时，两个清理函数也都执行了，虽然我们在退出时选择不执行清理函数，但是系统在异常时自动弹出并默认执行了所有清理函数；

总结

线程退出时的清理函数栈，在实际应用程序代码设计时，会让代码运行的更加健壮，让多线程下，不论是异常退出还是正常退出，都有机会来对线程中用户资源的清理。

本文所涉及的代码已经上传到工程hatchCode, 在multipleThreads/example_05目录下，请大家点star，后续文章的代码也会上传到此工程。

结尾

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作者邮箱：study@senllang.onaliyun.com
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