這篇文章主要介紹了簡單了解C語言中主線程退出對子線程的影響,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下

對于程序來說，如果主進(jìn)程在子進(jìn)程還未結(jié)束時就已經(jīng)退出，那么Linux內(nèi)核會將子進(jìn)程的父進(jìn)程ID改為1（也就是init進(jìn)程），當(dāng)子進(jìn)程結(jié)束后會由init進(jìn)程來回收該子進(jìn)程。

那如果是把進(jìn)程換成線程的話，會怎么樣呢？假設(shè)主線程在子線程結(jié)束前就已經(jīng)退出，子線程會發(fā)生什么？

在一些論壇上看到許多人說子線程也會跟著退出，其實這是錯誤的，原因在于他們混淆了線程退出和進(jìn)程退出概念。實際的答案是主線程退出后子線程的狀態(tài)依賴于它所在的進(jìn)程，如果進(jìn)程沒有退出的話子線程依然正常運轉(zhuǎn)。如果進(jìn)程退出了，那么它所有的線程都會退出，所以子線程也就退出了。

主線程先退出

先來看一個主線程先退出的例子：

#include <pthread.h>
#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

void* func(void* arg)
{
  pthread_t main_tid = *static_cast<pthread_t*>(arg);
  pthread_cancel(main_tid);
  while (true)
  {
    //printf("child loops\n");
  }
  return NULL;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  pthread_t main_tid = pthread_self();
  pthread_t tid = 0;
  pthread_create(&tid, NULL, func, &main_tid);
  while (true)
  {
    printf("main loops\n");
  }
  sleep(1);
  printf("main exit\n");
  return 0;
}

把主線程的線程號傳給子線程，在子線程中通過pthread_cancel終止主線程使其退出。運行程序，可以發(fā)現(xiàn)在打印了一定數(shù)量的「main loops」之后程序就掛起了，但卻沒有退出。

主線程因為被子線程終止了，所有沒有看到「main exit」的打印。子線程終止了主線程后進(jìn)入了死循環(huán)while中，所以程序看起來像掛起了。如果我們讓子進(jìn)程while循環(huán)中的打印語句生效再運行就可以發(fā)現(xiàn)程序會一直打印「child loops」字樣。

主線程被子線程終止了，但他們所依賴的進(jìn)程并沒有退出，所以子線程依然正常運轉(zhuǎn)。

主線程隨進(jìn)程一起退出

之前看到一些人說如果主線程先退出了，子線程也會跟著退出，其實他們混淆了線程退出和進(jìn)程退出的概念。下面這個例子代表了他們的觀點：

void* func(void* arg)
{
  while (true)
  {
    printf("child loops\n");
  }
  return NULL;
}

int main(int argc, char* argv[])
{
  pthread_t main_tid = pthread_self();
  pthread_t tid = 0;
  pthread_create(&tid, NULL, func, &main_tid);
  sleep(1);
  printf("main exit\n");
  return 0;
}

運行上面的代碼，會發(fā)現(xiàn)程序在打印一定數(shù)量的「child loops」和一句「main exit」之后退出，并且在退出之前的最后一句打印是「main exit」。

按照他們的邏輯，你看，因為主線程在打印完「main exit」后退出了，然后子線程也跟著退出了，所以隨后就沒有子線程的打印了。

但其實這里是混淆了進(jìn)程退出和線程退出的概念了。實際的情況是主線程中的main函數(shù)執(zhí)行完ruturn后彈棧，然后調(diào)用glibc庫函數(shù)exit，exit進(jìn)行相關(guān)清理工作后調(diào)用_exit系統(tǒng)調(diào)用退出該進(jìn)程。所以，這種情況實際上是因為進(jìn)程運行完畢退出導(dǎo)致所有的線程也都跟著退出了，并非是因為主線程的退出導(dǎo)致子線程也退出。

Linux線程模型

實際上，posix線程和一般的進(jìn)程不同，在概念上沒有主線程和子線程之分（雖然在實際實現(xiàn)上還是有一些區(qū)分），如果仔細(xì)觀察apue或者unp等書會發(fā)現(xiàn)基本看不到「主線程」或者「子線程」等詞語，在csapp中甚至都是用「對等線程」一詞來描述線程間的關(guān)系。

在Linux 2.6以后的posix線程都是由用戶態(tài)的pthread庫來實現(xiàn)的。在使用pthread庫以后，在用戶視角看來，每一個tast_struct就對應(yīng)一個線程（tast_struct原本是內(nèi)核對應(yīng)一個進(jìn)程的結(jié)構(gòu)），而一組線程以及他們所共同引用的一組資源就是進(jìn)程。從Linux 2.6開始，內(nèi)核有了線程組的概念，tast_struct結(jié)構(gòu)中增加了一個tgid（thread group id）字段。getpid（獲取進(jìn)程號）通過系統(tǒng)調(diào)用返回的也是tast_struct中的tgid，所以tgid其實就是進(jìn)程號。而tast_struct中的線程號pid字段則由系統(tǒng)調(diào)用syscall(SYS_gettid)來獲取。

當(dāng)線程收到一個kill致命信號時，內(nèi)核會將處理動作施加到整個線程組上。為了應(yīng)付「發(fā)送給進(jìn)程的信號」和「發(fā)送給線程的信號」，tast_struct里面維護(hù)了兩套signal_pending，一套是線程組共用的，一套是線程獨有的。通過kill發(fā)送的致命信號被放在線程組共享的signal_pending中，可以任意由一個線程來處理。而通過pthread_kill發(fā)送的信號被放在線程獨有的signal_pending中，只能由本線程來處理。

關(guān)于線程與信號，apue有這么幾句：

每個線程都有自己的信號屏蔽字，但是信號的處理是進(jìn)程中所有線程共享的。這意味著盡管單個線程可以阻止某些信號，但當(dāng)線程修改了與某個信號相關(guān)的處理行為以后，所有的線程都必須共享這個處理行為的改變。這樣如果一個線程選擇忽略某個信號，而其他的線程可以恢復(fù)信號的默認(rèn)處理行為，或者是為信號設(shè)置一個新的處理程序，從而可以撤銷上述線程的信號選擇。

如果信號的默認(rèn)處理動作是終止該進(jìn)程，那么把信號傳遞給某個線程仍然會殺掉整個進(jìn)程。

例如一個程序a.out創(chuàng)建了一個子線程，假設(shè)主線程的線程號為9601，子線程的線程號為9602（它們的tgid都是9601），因為默認(rèn)沒有設(shè)置信號處理程序，所以如果運行命令kill 9602的話，是可以把9601和9602這個兩個線程一起殺死的。如果不知道Linux線程背后的故事，可能就會覺得遇到靈異事件了。

另外系統(tǒng)調(diào)用syscall(SYS_gettid)獲取的線程號與pthread_self獲取的線程號是不同的，pthread_self獲取的線程號僅僅在線程所依賴的進(jìn)程內(nèi)部唯一，在pthread_self的man page中有這樣一段話：

Thread IDs are guaranteed to be unique only within a process. A thread ID may be reused after a terminated thread has been joined, or a detached thread has terminated.

所以在內(nèi)核中唯一標(biāo)識線程ID的線程號只能通過系統(tǒng)調(diào)用syscall(SYS_gettid)獲取。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。