线程分离

Posted 2020-10-08 fengbohello

未分离线程

在我们使用默认属性创建一个线程的时候，线程是 joinable 的。 joinable 状态的线程，必须在另一个线程中使用 pthread_join() 等待其结束， 如果一个 joinable 的线程在结束后，没有使用 pthread_join() 进行操作， 这个线程就会变成"僵尸线程"。每个僵尸线程都会消耗一些系统资源， 当有太多的僵尸线程的时候，可能会导致创建线程失败。

下面是一个创建僵尸线程的例子：

void* start_thread(void * arg) {
    //这个线程什么也不做，直接退出
    pthread_exit(NULL);
    return NULL;
}

int create_pthread(int n) {
    int try = 0;
    int i = 0;
    int err = 0;
    for(i = 0; i < n && try < 3; i++) {
        //当创建线程失败的时候，尝试3次
        pthread_t pt;
        err = pthread_create(&pt, NULL, start_thread, NULL);
        if(0 != err) {
            if(EAGAIN == err) {
                printf("errno : [EAGAIN]\n");
            }
            sleep(2);
            try ++;
        }
    }
    printf("create [%d] threads\n", i);

    return err;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int n = 1 << 20;//最多创建 1M 个线程
    create_pthread(n);

    return 0;
}

 

上面代码是创建僵尸线程的主要部分，把上面代码编译执行后， 输出的结果是什么呢：

errno : [EAGAIN]
errno : [EAGAIN]
errno : [EAGAIN]
create [32754] threads

 

在上面的例子中，每个线程开始后，什么也不做，立刻就结束。 最后在我的环境下，只能创建 32754 个额外线程。

分离线程

当线程被设置为分离状态后，线程结束时，它的资源会被系统自动的回收， 而不再需要在其它线程中对其进行 pthread_join() 操作。

下面我们对代码做一些修改，让每个线程在开始执行后，进行线程的分离， 然后看看执行后的结果。

void* start_thread(void * arg) {
    //注意，这里执行了线程的分离操作。线程分离也可以在线程创建的时候，
    //在属性里面设置
    pthread_detach(pthread_self());

    pthread_exit(NULL);
    return NULL;
}

int create_pthread(int n) {
    int try = 0;
    int i = 0;
    int err = 0;
    for(i = 0; i < n && try < 3; i++) {
        pthread_t pt;
        err = pthread_create(&pt, NULL, start_thread, NULL);
        if(0 != err) {
            if(EAGAIN == err) {
                printf("errno : [EAGAIN]\n");
            }
            sleep(2);
            try ++;
        }
    }
    printf("create [%d] threads\n", i);

    return err;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int n = 1 << 20;
    create_pthread(n);

    return 0;
}

 

执行结果如下：

create [1048576] threads

 

可以看到，最后成功创建了 1M 个线程。而没有进行 pthread_join() 操作的时候，最多创建创建了 32754 个线程，原因就是没有 detach 的线程，在其结束后，一些系统分配给它的资源还在被占用， 没有被回收，导致无法再创建新的线程了。而 detach 的线程，在其结束后， 它的资源会被系统进行回收，然后进行再利用。所以这次才能创建 1M 的线程。

join 后的线程

在 man pthread_create 手册中，可以看到关于一个线程的 detachd 状态和 joinable 状态的描述。其中说到，一个线程或者是 detachd 的状态，这样它结束后，资源会被系统 回收；或者是 joinable 状态，并且在另一个线程里面被 pthread_join() 等待，pthread_join() 会回收它的资源。

我们可以再做个实验，在创建完了一个 joinable 的线程后再使用 pthread_join() 等待它的结束， 回收它的资源，看看最多可以创建多少个线程。

void* start_thread(void * arg) {

    pthread_exit(NULL);
    return NULL;
}

int create_pthread(int n) {
    int try = 0;
    int i = 0;
    int err = 0;
    for(i = 0; i < n && try < 3; i++) {
        pthread_t pt;
        err = pthread_create(&pt, NULL, start_thread, NULL);
        if(0 != err) {
            if(EAGAIN == err) {
                printf("errno : [EAGAIN]\n");
            }
            sleep(2);
            try ++;
        }
        void *st = NULL;
        //这里等待一个线程的结束，并回收其资源
        err = pthread_join(pt, &st);
        if(0 != err) {
            printf("errno = [%d]\n", err);
            sleep(2);
            try ++;
        }
    }
    printf("create [%d] threads\n", i);

    return err;
}

int main(int argc, char * argv[]) {
    int n = 1 << 20;
    create_pthread(n);

    return 0;
}

 

执行结果：

create [1048576] threads

 

最后也是创建了 1M 个线程。

结论就是，在我们编写多线程应用的时候，或者把一个线程的属性设置为 detachd 的状态，让系统来回收它的资源；或者是 joinable 状态，这样就可以使用 pthread_join() 来阻塞的等待一个线程的结束，并回收其资源，并且pthread_join() 还会得到线程退出后的返回值，来判断线程的退出状态 。

 

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