C 语言线程终止

C语言线程终止是多线程编程中的核心概念之一，涉及线程的正常退出、强制终止以及资源清理机制。本教程将详细讲解线程终止的多种方式、注意事项及实际应用场景，适合初学者和进阶开发者。

线程终止的基本概念

在C语言中，线程的终止通常分为两种形式：

1. 正常终止：线程函数执行完毕或调用退出函数（如pthread_exit）。
2. 强制终止：通过其他线程调用pthread_cancel终止目标线程。

线程终止后，系统会自动释放线程占用的资源（如栈内存），但程序员需手动管理动态分配的资源（如堆内存、文件句柄）。

线程终止的方法

1. 线程函数自然退出

线程函数执行到return语句时，线程正常终止。

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

void* thread_function(void* arg) {  
    printf("Thread is running\n");  
    return NULL;  // 线程自然终止  
}  

int main() {  
    pthread_t thread_id;  
    pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);  
    pthread_join(thread_id, NULL);  
    printf("Thread has terminated\n");  
    return 0;  
}

输出：

  
Thread is running  
Thread has terminated  

2. 使用 pthread_exit()

pthread_exit允许线程显式退出，并返回一个状态值。

  
void* thread_function(void* arg) {  
    printf("Thread will exit now\n");  
    pthread_exit((void*)42);  // 返回状态值42  
}  

int main() {  
    pthread_t thread_id;  
    void* exit_status;  
    pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);  
    pthread_join(thread_id, &exit_status);  
    printf("Thread exited with status: %ld\n", (long)exit_status);  
    return 0;  
}

输出：

  
Thread will exit now  
Thread exited with status: 42  

3. 使用 pthread_cancel()

pthread_cancel允许一个线程请求终止另一个线程。目标线程需设置可取消状态（默认启用）。

  
#include <unistd.h>  

void* thread_function(void* arg) {  
    while (1) {  
        printf("Thread is running...\n");  
        sleep(1);  
    }  
    return NULL;  
}  

int main() {  
    pthread_t thread_id;  
    pthread_create(&thread_id, NULL, thread_function, NULL);  
    sleep(3);  
    pthread_cancel(thread_id);  // 请求终止线程  
    pthread_join(thread_id, NULL);  
    printf("Thread was cancelled\n");  
    return 0;  
}

输出：

  
Thread is running...  
Thread is running...  
Thread is running...  
Thread was cancelled  

线程终止的清理机制

线程终止时，需确保资源（如动态内存、锁）被正确释放。可通过以下方法实现：

使用 pthread_cleanup_push() 和 pthread_cleanup_pop()

这两个函数注册清理函数，在线程终止时自动调用。

  
void cleanup_handler(void* arg) {  
    printf("Cleaning up: %s\n", (char*)arg);  
}  

void* thread_function(void* arg) {  
    pthread_cleanup_push(cleanup_handler, "Resource A");  
    pthread_cleanup_push(cleanup_handler, "Resource B");  
    printf("Thread is working\n");  
    pthread_exit(NULL);  // 触发清理函数  
    pthread_cleanup_pop(0);  
    pthread_cleanup_pop(0);  
    return NULL;  
}

输出：

  
Thread is working  
Cleaning up: Resource B  
Cleaning up: Resource A  

实际应用案例

场景：一个多线程服务器需要优雅地终止工作线程。

  
void* worker_thread(void* arg) {  
    pthread_cleanup_push(cleanup_handler, "Closing socket");  
    while (1) {  
        if (server_shutdown_requested) {  
            pthread_exit(NULL);  // 触发清理  
        }  
        // 处理客户端请求  
    }  
    pthread_cleanup_pop(0);  
}

线程终止的注意事项

• 避免内存泄漏：确保动态分配的资源在线程终止前释放。
• 取消点的设置：pthread_cancel仅在取消点（如sleep、read）生效。
• 线程安全：终止线程时需确保共享数据的一致性（如使用互斥锁）。

总结

线程终止是多线程编程的关键环节，需根据场景选择合适的方法（自然退出、显式退出或强制终止），并妥善处理资源清理问题。

graph LR A[线程终止方式] --> B[自然退出] A --> C[显式退出 pthread_exit] A --> D[强制终止 pthread_cancel] B --> E[资源自动释放] C --> F[可返回状态值] D --> G[需设置取消点]

通过本教程，您应已掌握C语言线程终止的核心机制及实践技巧。