Pthread并發(fā)編程之線程基本元素和狀態(tài)的剖析

更新時(shí)間：2022年11月03日 14:52:17 作者：一無(wú)是處的研究僧

本篇文章主要給大家介紹pthread并發(fā)編程當(dāng)中關(guān)于線程的基礎(chǔ)概念，并且深入剖析進(jìn)程的相關(guān)屬性和設(shè)置，以及線程在內(nèi)存當(dāng)中的布局形式，幫助大家深刻理解線程

前言

在本篇文章當(dāng)中講主要給大家介紹 pthread 并發(fā)編程當(dāng)中關(guān)于線程的基礎(chǔ)概念，并且深入剖析進(jìn)程的相關(guān)屬性和設(shè)置，以及線程在內(nèi)存當(dāng)中的布局形式，幫助大家深刻理解線程。

深入理解 pthread_create

基礎(chǔ)例子介紹

在深入解析 pthread_create 之前，我們先用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子簡(jiǎn)單的認(rèn)識(shí)一下 pthread，我們使用 pthread 創(chuàng)建一個(gè)線程并且打印 Hello world 字符串。

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>

void*?func(void*?arg)?{
??printf("Hello?World?from?tid?=?%ld\n",?pthread_self());?//?pthread_self?返回當(dāng)前調(diào)用這個(gè)函數(shù)的線程的線程?id
??return?NULL;
}

int?main()?{

??pthread_t?t;?//?定義一個(gè)線程
??pthread_create(&t,?NULL,?func,?NULL);?//?創(chuàng)建線程并且執(zhí)行函數(shù)?func?

??//?wait?unit?thread?t?finished
??pthread_join(t,?NULL);?//?主線程等待線程?t?執(zhí)行完成然后主線程才繼續(xù)往下執(zhí)行

??printf("thread?t?has?finished\n");
??return?0;
}

編譯上述程序：

clang?helloworld.c?-o?helloworld.out?-lpthread
或者
gcc?helloworld.c?-o?helloworld.out?-lpthread

在上面的代碼當(dāng)中主線程（可以認(rèn)為是執(zhí)行主函數(shù)的線程）首先定義一個(gè)線程，然后創(chuàng)建線程并且執(zhí)行函數(shù) func ，當(dāng)創(chuàng)建完成之后，主線程使用 pthread_join 阻塞自己，直到等待線程 t 執(zhí)行完成之后主線程才會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行。

我們現(xiàn)在仔細(xì)分析一下 pthread_create 的函數(shù)簽名，并且對(duì)他的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析：

int?pthread_create(pthread_t?*thread,?const?pthread_attr_t?*attr,
??????????????????????????void?*(*start_routine)?(void?*),?void?*arg);

參數(shù) thread 是一個(gè)類型為 pthread_t 的指針對(duì)象，將這個(gè)對(duì)象會(huì)在 pthread_create 內(nèi)部會(huì)被賦值為存放線程 id 的地址，在后文當(dāng)中我們將使用一個(gè)例子仔細(xì)的介紹這個(gè)參數(shù)的含義。
參數(shù) attr 是一個(gè)類型為 pthread_attr_t 的指針對(duì)象，我們可以在這個(gè)對(duì)象當(dāng)中設(shè)置線程的各種屬性，比如說(shuō)線程取消的狀態(tài)和類別，線程使用的棧的大小以及棧的初始位置等等，在后文當(dāng)中我們將詳細(xì)介紹這個(gè)屬性的使用方法，當(dāng)這個(gè)屬性為 NULL 的時(shí)候，使用默認(rèn)的屬性值。
參數(shù) start_routine 是一個(gè)返回類型為 void* 參數(shù)類型為 void* 的函數(shù)指針，指向線程需要執(zhí)行的函數(shù)，線程執(zhí)行完成這個(gè)函數(shù)之后線程就會(huì)退出。
參數(shù) arg ，傳遞給函數(shù) start_routine 的一個(gè)參數(shù)，在上一條當(dāng)中我們提到了 start_routine 有一個(gè)參數(shù)，是一個(gè) void 類型的指針，這個(gè)參數(shù)也是一個(gè) void 類型的指針，在后文當(dāng)中我們使用一個(gè)例子說(shuō)明這個(gè)參數(shù)的使用方法。

深入理解參數(shù) thread

在下面的例子當(dāng)中我們將使用 pthread_self 得到線程的 id ，并且通過(guò)保存線程 id 的地址的變量 t 得到線程的 id ，對(duì)兩個(gè)得到的結(jié)果進(jìn)行比較。

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>

void*?func(void*?arg)?{

??printf("線程自己打印線程\tid?=?%ld\n",?pthread_self());

??return?NULL;
}

int?main()?{

??pthread_t?t;
??pthread_create(&t,?NULL,?func,?NULL);
??printf("主線程打印線程?t?的線程?id?=?%ld\n",?*(long*)(&t));
??pthread_join(t,?NULL);
??return?0;
}

上面程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

根據(jù)上面程序打印的結(jié)果我們可以知道，變量 pthread_t t 保存的就是線程 id 的地址，參數(shù) t 和線程 id 之間的關(guān)系如下所示：

在上面的代碼當(dāng)中我們首先對(duì) t 取地址，然后將其轉(zhuǎn)化為一個(gè) long 類型的指針，然后解引用就可以得到對(duì)應(yīng)地址的值了，也就是線程的ID。

深入理解參數(shù) arg

在下面的程序當(dāng)中我們定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體用于保存一些字符出的信息，然后創(chuàng)建一個(gè)這個(gè)結(jié)構(gòu)體的對(duì)象，將這個(gè)對(duì)象的指針作為參數(shù)傳遞給線程要執(zhí)行的函數(shù)，并且在線程內(nèi)部打印字符串當(dāng)中的內(nèi)容。

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<malloc.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<string.h>


typedef?struct?info?{
??char?s[1024];?//?保存字符信息
??int??size;????//?保存字符串的長(zhǎng)度
}info_t;

static
void*?func(void*?arg)?{
??info_t*?in?=?(info_t*)arg;
??in->s[in->size]?=?'\0';
??printf("string?in?arg?=?%s\n",?in->s);
??return?NULL;
}

int?main()?{

??info_t*?in?=?malloc(sizeof(info_t));?//?申請(qǐng)內(nèi)存空間
??//?保存?HelloWorld?這個(gè)字符串?并且設(shè)置字符串的長(zhǎng)度
??in->s[0]?=?'H';
??in->s[1]?=?'e';
??in->s[2]?=?'l';
??in->s[3]?=?'l';
??in->s[4]?=?'o';
??in->s[5]?=?'W';
??in->s[6]?=?'o';
??in->s[7]?=?'r';
??in->s[8]?=?'l';
??in->s[9]?=?'d';
??in->size?=?10;
??pthread_t?t;?????????//?將?in?作為參數(shù)傳遞給函數(shù)?func
??pthread_create(&t,?NULL,?func,?(void*)in);?
??pthread_join(t,?NULL);
??free(in);?//?釋放內(nèi)存空間
??return?0;
}

上面程序的執(zhí)行結(jié)果如下所示：

可以看到函數(shù)參數(shù)已經(jīng)做到了正確傳遞。

深入理解參數(shù) attr

在深入介紹參數(shù) attr 前，我們首先需要了解一下程序的內(nèi)存布局，在64位操作系統(tǒng)當(dāng)中程序的虛擬內(nèi)存布局大致如下所示，從下往上依次為：只讀數(shù)據(jù)/代碼區(qū)、可讀可寫數(shù)據(jù)段、堆區(qū)、共享庫(kù)的映射區(qū)、程序棧區(qū)以及內(nèi)核內(nèi)存區(qū)域。我們程序執(zhí)行的區(qū)域就是在棧區(qū)。

根據(jù)上面的虛擬內(nèi)存布局示意圖，我們將其簡(jiǎn)化一下得到單個(gè)線程的執(zhí)行流和大致的內(nèi)存布局如下所示（程序執(zhí)行的時(shí)候有他的棧幀以及寄存器現(xiàn)場(chǎng)，圖中將寄存器也做出了標(biāo)識(shí)）：

程序執(zhí)行的時(shí)候當(dāng)我們進(jìn)行函數(shù)調(diào)用的時(shí)候函數(shù)的棧幀就會(huì)從上往下生長(zhǎng)，我們現(xiàn)在進(jìn)行一下測(cè)試，看看程序的棧幀最大能夠達(dá)到多少。

#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<sys/types.h>
#include?<unistd.h>
int?times?=?1;

void*?func(void*?arg)?{
??char?s[1?<<?20];?//?申請(qǐng)?1MB?內(nèi)存空間（分配在?？臻g上）
??printf("times?=?%d\n",?times);
??times++;
??func(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{

??func(NULL);
??return?0;
}

上述程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

從上面的程序我們可以看到在第 8 次申請(qǐng)棧內(nèi)存的時(shí)候遇到了段錯(cuò)誤，因此可以判斷?？臻g大小在 8MB 左右，事實(shí)上我們可以查看 linux 操作系統(tǒng)上，棧內(nèi)存的指定大小：

事實(shí)上在 linux 操作系統(tǒng)當(dāng)中程序的?？臻g的大小默認(rèn)最大為 8 MB。

現(xiàn)在我們來(lái)測(cè)試一下，當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)線程的時(shí)候，線程的棧的大小大概是多少：

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<sys/types.h>
#include?<unistd.h>
int?times?=?1;

void*?func(void*?arg)?{
??printf("times?=?%d\n",?times);
??times++;
??char?s[1?<<?20];?//?申請(qǐng)?1MB?內(nèi)存空間（分配在棧空間上）
??func(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{

??pthread_t?t;
??pthread_create(&t,?NULL,?func,?NULL);
??pthread_join(t,?NULL);
??return?0;
}

上面的程序執(zhí)行結(jié)果如下圖所示，可以看到當(dāng)我們創(chuàng)建一個(gè)線程的時(shí)候棧的最大的大小也是 8MB。

設(shè)置線程棧空間的大小

現(xiàn)在如果我們有一個(gè)需求，需要的?？臻g大于 8MB，我們應(yīng)該怎么辦呢？這就是我們所需要談到的 attr，這個(gè)變量是一個(gè) pthread_attr_t 對(duì)象，這個(gè)對(duì)象的主要作用就是用于設(shè)置線程的各種屬性的，其中就包括線程的棧的大小，在下面的程序當(dāng)中我們將線程的?？臻g的大小設(shè)置成 24MB，并且使用程序進(jìn)行測(cè)試。

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<stdlib.h>

#define?MiB?*?1?<<?20

int?times?=?0;
void*?stack_overflow(void*?args)?{
??printf("times?=?%d\n",?++times);
??char?s[1?<<?20];?//?1?MiB
??stack_overflow(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{
??pthread_attr_t?attr;
??pthread_attr_init(&attr);?//?對(duì)變量?attr?進(jìn)行初始化操作
??pthread_attr_setstacksize(&attr,?24?MiB);?//?設(shè)置棧幀大小為?24?MiB?這里使用了一個(gè)小的?trick?大家可以看一下?MiB?的宏定義
??pthread_t?t;
??pthread_create(&t,?&attr,?stack_overflow,?NULL);
??pthread_join(t,?NULL);
??pthread_attr_destroy(&attr);?//?釋放線程屬性的相關(guān)資源
??return?0;
}

上面的程序執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

從上面程序的執(zhí)行結(jié)果來(lái)看我們?cè)O(shè)置的 24 MB 的?？臻g大小起到了效果，我們可以通過(guò)線程的遞歸次數(shù)可以看出來(lái)我們確實(shí)申請(qǐng)了那么大的空間。在上面的程序當(dāng)中我們對(duì)屬性的操作如下，這也是對(duì)屬性操作的一般流程：

使用 pthread_attr_init 對(duì)屬性變量進(jìn)行初始化操作。
使用各種各樣的函數(shù)對(duì)屬性 attr 進(jìn)行操作，比如 pthread_attr_setstacksize，這個(gè)函數(shù)的作用就是用于設(shè)置線程的棧空間的大小。
使用 pthread_attr_destroy 釋放線程屬性相關(guān)的系統(tǒng)資源。

自己為線程的棧申請(qǐng)空間

在上一小節(jié)當(dāng)中我們通過(guò)函數(shù) pthread_attr_setstacksize 給棧空間設(shè)置了新的大小，并且使用程序檢查驗(yàn)證了新設(shè)置的?？臻g大小，在這一小節(jié)當(dāng)中我們將介紹使用我們自己申請(qǐng)的內(nèi)存空間也可以當(dāng)作線程的棧使用。我們將使用兩種方法取驗(yàn)證這一點(diǎn)：

使用 malloc 函數(shù)申請(qǐng)內(nèi)存空間，這部分空間主要在堆當(dāng)中。
使用 mmap 系統(tǒng)調(diào)用在共享庫(kù)的映射區(qū)申請(qǐng)內(nèi)存空間。

使用 malloc 函數(shù)申請(qǐng)內(nèi)存空間

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<stdlib.h>

#define?MiB?*?1?<<?20

int?times?=?0;
static
void*?stack_overflow(void*?args)?{
??printf("times?=?%d\n",?++times);
??char?s[1?<<?20];?//?1?MiB
??stack_overflow(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{
??pthread_attr_t?attr;
??pthread_attr_init(&attr);
??void*?stack?=?malloc(2?MiB);?//?使用?malloc?函數(shù)申請(qǐng)內(nèi)存空間?申請(qǐng)的空間大小為?2?MiB?
??pthread_t?t;
??pthread_attr_setstack(&attr,?stack,?2?MiB);?//?使用屬性設(shè)置函數(shù)設(shè)置棧的位置?棧的最低地址為?stack?棧的大小等于?2?MiB?
??pthread_create(&t,?&attr,?stack_overflow,?NULL);
??pthread_join(t,?NULL);
??pthread_attr_destroy(&attr);?//?釋放系統(tǒng)資源
??free(stack);?//?釋放堆空間
??return?0;
}

上述程序的執(zhí)行結(jié)果如下圖所示：

從上面的執(zhí)行結(jié)果可以看出來(lái)我們?cè)O(shè)置的?？臻g的大小為 2MB 成功了。在上面的程序當(dāng)中我們主要使用 pthread_attr_setstack 函數(shù)設(shè)置棧的低地址和棧空間的大小。我們申請(qǐng)的內(nèi)存空間內(nèi)存布局大致如下圖所示：

使用 mmap 申請(qǐng)內(nèi)存作為棧空間

#define?_GNU_SOURCE
#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<sys/mman.h>

#define?MiB?*?1?<<?20
#define?STACK_SIZE?2?MiB

int?times?=?0;

static
void*?stack_overflow(void*?args)?{
??printf("times?=?%d\n",?++times);
??char?s[1?<<?20];?//?1?MiB
??stack_overflow(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{
??pthread_attr_t?attr;
??pthread_attr_init(&attr);
??void*?stack?=?mmap(NULL,?STACK_SIZE,?PROT_READ?|?PROT_WRITE,
????????????????MAP_PRIVATE?|?MAP_ANONYMOUS?|?MAP_STACK,?-1,?0);
??if?(stack?==?MAP_FAILED)
??????perror("mapped?error:");
??pthread_t?t;
??pthread_attr_setstack(&attr,?stack,?STACK_SIZE);
??pthread_create(&t,?&attr,?stack_overflow,?NULL);
??pthread_join(t,?NULL);
??pthread_attr_destroy(&attr);
??free(stack);
??return?0;
}

在上面的程序當(dāng)中我們使用 mmap 系統(tǒng)調(diào)用在共享庫(kù)空間申請(qǐng)了一段內(nèi)存空間，并且將其做為棧空間，我們?cè)谶@里就不將程序執(zhí)行的結(jié)果放出來(lái)了，上面整個(gè)程序和前面的程序相差不大，只是在申請(qǐng)內(nèi)存方面發(fā)生了變化，總體的方向是不變的。

根據(jù)前面知識(shí)的學(xué)習(xí)，我們可以知道多個(gè)線程可以共享同一個(gè)進(jìn)程虛擬地址空間，我們只需要給每個(gè)線程申請(qǐng)一個(gè)?？臻g讓線程執(zhí)行起來(lái)就行，基于此我們可以知道多個(gè)線程的執(zhí)行流和大致的內(nèi)存布局如下圖所示：

在上圖當(dāng)中不同的線程擁有不同的?？臻g和每個(gè)線程自己的寄存器現(xiàn)場(chǎng)，正如上圖所示，?？臻g可以是在堆區(qū)也可以是在共享庫(kù)的映射區(qū)域，只需要給線程提供?？臻g即可。

深入理解線程的狀態(tài)

在 pthread 當(dāng)中給我們提供了一個(gè)函數(shù) pthread_cancel 可以取消一個(gè)正在執(zhí)行的線程，取消正在執(zhí)行的線程之后會(huì)將線程的退出狀態(tài)（返回值）設(shè)置成宏定義 PTHREAD_CANCELED 。我們使用下面的例子去理解一下線程取消的過(guò)程：

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<assert.h>

void*?task(void*?arg)?{

?while(1)?{
????pthread_testcancel();?//?測(cè)試是否被取消執(zhí)行了
??}
??return?NULL;
}

int?main()?{

??void*?res;
??pthread_t?t;
??pthread_create(&t,?NULL,?task,?NULL);
??int?s?=?pthread_cancel(t);?//?取消函數(shù)的執(zhí)行
??if(s?!=?0)
????fprintf(stderr,?"cancel?failed\n");
??pthread_join(t,?&res);
??assert(res?==?PTHREAD_CANCELED);
??return?0;
}

在上面的程序當(dāng)中我們?cè)谥骶€程當(dāng)中使用函數(shù) pthread_cancel 函數(shù)取消線程的執(zhí)行，編譯執(zhí)行上面的程序是可以通過(guò)的，也就是說(shuō)程序正確執(zhí)行了，而且 assert 也通過(guò)了。我們先不仔細(xì)去分析上面的代碼的執(zhí)行流和函數(shù)的意義。我們先需要了解一個(gè)線程的基本特性。

與線程取消執(zhí)行相關(guān)的一共有兩個(gè)屬性，分別是：

1.取消執(zhí)行的狀態(tài)，線程的取消執(zhí)行的狀態(tài)一共有兩個(gè)：

PTHREAD_CANCEL_ENABLE：這個(gè)狀態(tài)表示這個(gè)線程是可以取消的，也是線程創(chuàng)建時(shí)候的默認(rèn)狀態(tài)。
PTHREAD_CANCEL_DISABLE：這個(gè)狀態(tài)表示線程是不能夠取消的，如果有一個(gè)線程發(fā)送了一個(gè)取消請(qǐng)求，那么這個(gè)發(fā)送取消消息的線程將會(huì)被阻塞直到線程的取消狀態(tài)變成 PTHREAD_CANCEL_ENABLE 。

2.取消執(zhí)行的類型，取消線程執(zhí)行的類型也有兩種：

PTHREAD_CANCEL_DEFERRED：當(dāng)一個(gè)線程的取消狀態(tài)是這個(gè)的時(shí)候，線程的取消就會(huì)被延遲執(zhí)行，知道線程調(diào)用一個(gè)是取消點(diǎn)的（cancellation point）函數(shù)，比如 sleep 和 pthread_testcancel ，所有的線程的默認(rèn)取消執(zhí)行的類型就是這個(gè)類型。
PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS：如果線程使用的是這個(gè)取消類型那么線程可以在任何時(shí)候被取消執(zhí)行，當(dāng)他接收到了一個(gè)取消信號(hào)的時(shí)候，馬上就會(huì)被取消執(zhí)行，事實(shí)上這個(gè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn)是使用 tgkill 這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用實(shí)現(xiàn)的。

事實(shí)上我們很少回去使用 PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS ，因?yàn)檫@樣殺死一個(gè)線程會(huì)導(dǎo)致線程還有很多資源沒有釋放，會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)很大的災(zāi)難，比如線程使用 malloc 申請(qǐng)的內(nèi)存空間沒有釋放，申請(qǐng)的鎖和信號(hào)量沒有釋放，尤其是鎖和信號(hào)量沒有釋放，很容易造成死鎖的現(xiàn)象。

有了以上的知識(shí)基礎(chǔ)我們現(xiàn)在可以來(lái)談一談前面的兩個(gè)函數(shù)了：

pthread_cancel(t) ：是給線程 t 發(fā)送一個(gè)取消請(qǐng)求。
pthread_testcancel()：這個(gè)函數(shù)是一個(gè)取消點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行這個(gè)函數(shù)的時(shí)候，程序就會(huì)取消執(zhí)行。

現(xiàn)在我們使用默認(rèn)的線程狀態(tài)和類型創(chuàng)建一個(gè)線程執(zhí)行死循環(huán)，看看線程是否能夠被取消掉：

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<assert.h>
#include?<unistd.h>

void*?task(void*?arg)?{
??while(1)?{
????
??}
??return?NULL;
}

int?main()?{

??void*?res;
??pthread_t?t1;
??pthread_create(&t1,?NULL,?task,?NULL);
??int?s?=?pthread_cancel(t1);
??if(s?!=?0)?//?s?==?0?mean?call?successfully
????fprintf(stderr,?"cancel?failed\n");
??pthread_join(t1,?&res);
??assert(res?==?PTHREAD_CANCELED);
??return?0;
}

在上面的代碼當(dāng)中我們啟動(dòng)了一個(gè)線程不斷的去進(jìn)行進(jìn)行死循環(huán)的操作，程序的執(zhí)行結(jié)果為程序不會(huì)終止，因?yàn)橹骶€程在等待線程的結(jié)束，但是線程在進(jìn)行死循環(huán)，而且線程執(zhí)行死循環(huán)的時(shí)候沒有調(diào)用一個(gè)是取消點(diǎn)的函數(shù)，因此程序不會(huì)終止取消。

下面我們更改程序，將線程的取消類型設(shè)置為 PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS ，在看看程序的執(zhí)行結(jié)果：

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<assert.h>
#include?<unistd.h>

void*?task(void*?arg)?{
??pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS,?NULL);
??while(1)?{
????
??}
??return?NULL;
}

int?main()?{

??void*?res;
??pthread_t?t1;
??pthread_create(&t1,?NULL,?task,?NULL);
??int?s?=?pthread_cancel(t1);
??if(s?!=?0)?//?s?==?0?mean?call?successfully
????fprintf(stderr,?"cancel?failed\n");
??pthread_join(t1,?&res);
??assert(res?==?PTHREAD_CANCELED);
??return?0;
}

在上面的程序當(dāng)中我們?cè)诰€程執(zhí)行的函數(shù)當(dāng)中使用 pthread_setcanceltype 將線程的取消類型設(shè)置成 PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS 這樣的話就能夠在其他線程使用 pthread_cancel 的時(shí)候就能夠立即取消線程的執(zhí)行。

int?pthread_setcanceltype(int?type,?int?*oldtype)

上方是 pthread_setcanceltype 的函數(shù)簽名，在前面的使用當(dāng)中我們只使用了第一個(gè)參數(shù)，第二個(gè)參數(shù)我們是設(shè)置成 NULL，第二個(gè)參數(shù)我們可以傳入一個(gè) int 類型的指針，然后會(huì)在將線程的取消類型設(shè)置成 type 之前將前一個(gè) type 拷貝到 oldtype 所指向的內(nèi)存當(dāng)中。

type: 有兩個(gè)參數(shù)：PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS 和 PTHREAD_CANCEL_DEFERRED 。

int?pthread_setcancelstate(int?state,?int?*oldstate);

設(shè)置取消狀態(tài)的函數(shù)簽名和上一個(gè)函數(shù)簽名差不多，參數(shù)的含義也是差不多，type 表示需要設(shè)置的取消狀態(tài)，有兩個(gè)參數(shù)：PTHREAD_CANCEL_ENABLE 和 PTHREAD_CANCEL_DISABLE ，參數(shù) oldstate 是指原來(lái)的線程的取消狀態(tài)，如果你傳入一個(gè) int 類型的指針的話就會(huì)將原來(lái)的狀態(tài)保存到指針指向的位置。

其實(shí)關(guān)于線程的一些細(xì)節(jié)還有比較多的內(nèi)容限于篇幅，在本篇文章當(dāng)中主要給大家介紹這些細(xì)節(jié)。

關(guān)于棧大小程序的一個(gè)小疑惑

在上文當(dāng)中我們使用了一個(gè)小程序去測(cè)試線程的?？臻g的大小，并且打印函數(shù) func 的調(diào)用次數(shù)，每一次調(diào)用的時(shí)候我們都會(huì)申請(qǐng) 1MB 大小的棧空間變量?，F(xiàn)在我們看下面兩個(gè)程序，在下面兩個(gè)程序只有 func 函數(shù)有區(qū)別，而在 func 函數(shù)當(dāng)中主要的區(qū)別就是:

在第一個(gè)程序當(dāng)中是先申請(qǐng)內(nèi)存空間，然后再打印變量 times 的值。
在第二個(gè)程序當(dāng)中是先打印變量 times 的值，然后再申請(qǐng)內(nèi)存空間。

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<sys/types.h>
#include?<unistd.h>
int?times?=?1;

//?先申請(qǐng)內(nèi)存空間再打印
void*?func(void*?arg)?{
??char?s[1?<<?20];?//?申請(qǐng)?1MB?內(nèi)存空間（分配在?？臻g上）
??printf("times?=?%d\n",?times);
??times++;
??func(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{

??pthread_t?t;
??pthread_create(&t,?NULL,?func,?NULL);
??pthread_join(t,?NULL);
??return?0;
}

#include?<stdio.h>
#include?<pthread.h>
#include?<stdlib.h>
#include?<sys/types.h>
#include?<unistd.h>
int?times?=?1;

//?先打印再申請(qǐng)內(nèi)存空間
void*?func(void*?arg)?{
??printf("times?=?%d\n",?times);
??times++;
??char?s[1?<<?20];?//?申請(qǐng)?1MB?內(nèi)存空間（分配在棧空間上）
??func(NULL);
??return?NULL;
}

int?main()?{

??pthread_t?t;
??pthread_create(&t,?NULL,?func,?NULL);
??pthread_join(t,?NULL);
??return?0;
}

由于上面兩個(gè)程序的輸出結(jié)果是一樣的，所以我就只放出一個(gè)程序的輸出結(jié)果了：

但是不對(duì)呀！如果是后申請(qǐng)內(nèi)存空間的話，程序的輸出應(yīng)該能夠打印 times = 8 啊，因?yàn)橹爸簧暾?qǐng)了 7MB 的空間，我們打印 times = 8 的時(shí)候還沒有執(zhí)行到語(yǔ)句 char s[1 << 20]; ，那為什么也只打印到 7 呢？

出現(xiàn)上面問(wèn)題的主要原因就需要看編譯器給我們編譯后的程序是如何申請(qǐng)內(nèi)存空間的。我們將上面的函數(shù) func 的匯編代碼展示出來(lái)：

00000000004005e0 <func>:
  4005e0:       55                      push   %rbp
  4005e1:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp
  4005e4:       48 81 ec 20 00 10 00    sub    $0x100020,%rsp
  4005eb:       48 8d 04 25 3c 07 40    lea    0x40073c,%rax
  4005f2:       00 
  4005f3:       48 89 7d f8             mov    %rdi,-0x8(%rbp)
  4005f7:       8b 34 25 40 10 60 00    mov    0x601040,%esi
  4005fe:       48 89 c7                mov    %rax,%rdi
  400601:       b0 00                   mov    $0x0,%al
  400603:       e8 c8 fe ff ff          callq  4004d0 <printf@plt>
  400608:       48 bf 00 00 00 00 00    movabs $0x0,%rdi
  40060f:       00 00 00 
  400612:       8b 34 25 40 10 60 00    mov    0x601040,%esi
  400619:       81 c6 01 00 00 00       add    $0x1,%esi
  40061f:       89 34 25 40 10 60 00    mov    %esi,0x601040
  400626:       89 85 ec ff ef ff       mov    %eax,-0x100014(%rbp)
  40062c:       e8 af ff ff ff          callq  4005e0 <func>
  400631:       48 bf 00 00 00 00 00    movabs $0x0,%rdi
  400638:       00 00 00 
  40063b:       48 89 85 e0 ff ef ff    mov    %rax,-0x100020(%rbp)
  400642:       48 89 f8                mov    %rdi,%rax
  400645:       48 81 c4 20 00 10 00    add    $0x100020,%rsp
  40064c:       5d                      pop    %rbp
  40064d:       c3                      retq

上面的匯編代碼是上面的程序在 x86_64 平臺(tái)下得到的，我們需要注意一行匯編指令 sub $0x100020,%rsp ，這條指令的主要作用就是將棧頂往下擴(kuò)展（棧是從上往下生長(zhǎng)的）1 MB 字節(jié)（實(shí)際上稍微比 1MB 大一點(diǎn)，因?yàn)檫€有其他操作需要一些?？臻g），事實(shí)上就是給變量 s 申請(qǐng) 1MB 的?？臻g。

好了，看到這里就破案了，原來(lái)編譯器申請(qǐng)?？臻g的方式是將棧頂寄存器 rsp ，往虛擬地址空間往下移動(dòng)，而編譯器在函數(shù)執(zhí)行剛開始的時(shí)候就申請(qǐng)了這么大的空間，因此不管是先申請(qǐng)空間再打印，還是先打印再申請(qǐng)空間，在程序被編譯成匯編指令之后，函數(shù) func 在函數(shù)剛開始就申請(qǐng)了對(duì)應(yīng)的空間，因此才出現(xiàn)了都只打印到 times = 7 。