三、linux中pthread_join()与pthread_detach()解析

Note: 关于内核使用线程方法可以参考之前写的另外一篇文章

这篇文章主要是介绍 pthread两种状态: joinable状态和unjoinable状态

linux线程执行 pthread有两种状态joinable状态和unjoinable状态
默认是joinable 状态，可以通过这个api 来获取其状态 pthread_attr_getdetachstate
另外可以通过如下代码来设置为状态joinable 还是 unjoinable

pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
pthread_create(&thr, &attr, &thread_start, NULL);

更多细节可以看 pthread_create , pthread_attr_init

还有一种方法是线程创建后在线程中调用 pthread_detach, 如：pthread_detach(pthread_self())，将状态改为unjoinable状态，确保资源的释放。

void  ThreadFunc( void *ptr )
{       
        pthread_detach(pthread_self());
        pthread_exit(0) ;
}

 pthread_t tid;
 int status = pthread_create(&tid, NULL, ThreadFunc, NULL);
 if(status != 0)
 {
     perror("pthread_create error");
 }

或者外部主线程主动调用 pthread_detach(tid)

 pthread_t tid;
 int status = pthread_create(&tid, NULL, ThreadFunc, NULL);
 if(status != 0)
 {
     perror("pthread_create error");
 }
 pthread_detach(tid);

如果线程是joinable状态，当线程函数自己返回退出时或pthread_exit时都不会释放线程所占用堆栈和线程描述符（总计8K多）。只有当你调用了pthread_join之后这些资源才会被释放。
若是unjoinable状态的线程，堆栈和线程描述符这些资源在线程函数退出时或pthread_exit时自动会被释放。

总的来说就是在线程属性设置为unjoinable，在函数尾部直接 pthread_exit线程就会自动退出，省去了给线程主动调用pthread_join 回收资源的麻烦。

Demo 1：使用默认状态

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
void *thread_function(void *arg)
{
    int i;
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        printf("%s:Thread working...! %d \n", __FUNCTION__, i);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_t mythread;

    if (pthread_create(&mythread, NULL, thread_function, NULL))
    {
        printf("error creating thread.");
        abort();
    }
    /*
    if ( pthread_join ( mythread, NULL ) )
    {
        printf("error join thread.");
        abort();
    }
    */
    printf("%s:Thread done! \n", __FUNCTION__);
    exit(0);
}

打印输出：

main:Thread done!

因为主线程main 跑的比子线程快，子线程中 thread_function 的打印是不是打印出来的

Demo 2：使用pthread_join 阻塞主线程

（1）pthread_join()即是子线程合入主线程，主线程阻塞等待子线程结束，然后回收子线程资源。
（2）函数说明
1）头文件： #include <pthread.h>
2）函数定义： int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
3）描述：pthread_join()函数，以阻塞的方式等待thread指定的线程结束。当函数返回时，被等待线程的资源被收回。如果线程已经结束，那么该函数会立即返回。并且thread指定的线程必须是joinable的。
4）参数：thread: 线程标识符，即线程ID，标识唯一线程。retval: 用户定义的指针，用来存储被等待线程的返回值。
5）返回值： 0代表成功。失败，返回的则是错误号。
将上述Demo 1 中的注释放开，可以看到子线程中 thread_function 的打印

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
void *thread_function(void *arg)
{
    int i;
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        printf("%s:Thread working...! %d \n", __FUNCTION__, i);
        sleep(1);
    }
    return NULL;
}

int main(void)
{
    pthread_t mythread;

    if (pthread_create(&mythread, NULL, thread_function, NULL))
    {
        printf("error creating thread.");
        abort();
    }
    /*
    if ( pthread_join ( mythread, NULL ) )
    {
        printf("error join thread.");
        abort();
    }
    */
    printf("%s:Thread done! \n", __FUNCTION__);
    exit(0);
}

打印输出

thread_function:Thread working...! 0
thread_function:Thread working...! 1
thread_function:Thread working...! 2
thread_function:Thread working...! 3
thread_function:Thread working...! 4
thread_function:Thread working...! 5
thread_function:Thread working...! 6
thread_function:Thread working...! 7
main:Thread done!

Demo 3：使用pthread_detach()

（1）pthread_detach()即主线程与子线程分离，子线程结束后，资源自动回收。
（2）函数说明
1）函数原型：int pthread_detach(pthread_t tid);
2）功能：pthread_join()函数的替代函数，可回收创建时detachstate属性设置为PTHREAD_CREATE_JOINABLE的线程的存储空间。该函数不会阻塞父线程。pthread_join()函数用于只是应用程序在线程tid终止时回收其存储空间。如果tid尚未终止，pthread_detach()不会终止该线程。当然pthread_detach(pthread_self())也是可以得
3）头文件：#include <pthread.h> pthread非linux系统的默认库，需手动链接-线程库 -lpthread
4）参数：tid：线程标识符
5）返回值：pthread_detach() 在调用成功完成之后返回零。其他任何返回值都表示出现了错误。如果检测到以下任一情况，pthread_detach()将失败并返回相应的值。
EINVAL：tid是分离线程
ESRCH：tid不是当前进程中有效的为分离线程

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
void *thread_function(void *arg)
{
    pthread_detach(pthread_self());
    int i;
    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        printf("%s:Thread working...%d \n", __FUNCTION__, i);
        sleep(1);
    }
    pthread_exit(NULL);
}

int main(void)
{
    pthread_t mythread;

    if (pthread_create(&mythread, NULL, thread_function, NULL))
    {
        printf("error creating thread.");
        abort();
    }
    sleep(5);
    printf("%s: tid:%lu\n", __FUNCTION__, mythread);
    printf("%s: Thread work done! \n", __FUNCTION__);
    exit(0);
}

打印输出

thread_function:Thread working...0
thread_function:Thread working...1
thread_function:Thread working...2
thread_function:Thread working...3
thread_function:Thread working...4
main: tid:1
main: Thread work done!