随着多线程编程的不断普及，取消线程的需求也日益增长。在多线程编程中，为了避免线程无法结束或者退出困境的情况，需要用到线程取消的相关操作。其中，pthread_cancel函数就是线程取消中的一种核心函数，可以让我们优雅地取消线程。

本篇文章将围绕pthread_cancel函数展开，向大家介绍如何使用pthread_cancel函数优雅地取消线程。首先，我们将对pthread_cancel函数进行简单的介绍，然后详细解释如何使用该函数来取消线程。

一、pthread_cancel函数简介

pthread_cancel函数是POSIX线程库提供的函数之一，它可以用来请求取消一个线程，同时使该线程退出。换句话说，pthread_cancel函数可以强制结束一个正在执行的线程，并释放该线程占用的资源。

pthread_cancel函数的原型如下：

int pthread_cancel(pthread_t thread);

其中，thread是被要求取消的线程的线程ID。该函数的返回值有以下两种：

- 返回0：表示请求成功地提交给了被取消的线程。

- 返回一个非0的值：表示请求提交失败，可能是由于线程已经退出了，或者是由于线程还没有开始执行。

二、使用pthread_cancel函数取消线程

在多线程编程中，取消线程是一项重要的操作。但是，直接使用pthread_cancel函数来取消线程是一个危险的做法。因为如果线程正在进行某些临界操作，直接取消线程可能会导致该操作出现异常情况。正确的做法是在撤销线程前，让线程先完成一定的清理工作。下面，我们将分为以下四个步骤来介绍如何使用pthread_cancel函数优雅地取消线程。

1. 创建线程

在研究如何取消线程之前，我们需要先创建一个线程。在下面的例子中，我们将创建一个线程，该线程是在无限循环中打印时间的。

#include

#include

#include

#include

void* thread_task(void *args)

{

while (1)

{

time_t now = time(NULL);

printf("time: %s", ctime(&now));

sleep(1);

}

return NULL;

}

int main()

{

pthread_t thread_id;

int ret = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_task, NULL);

if (ret)

{

printf("create thread failed.\n");

exit(-1);

}

while(1);

return 0;

}

该线程会循环打印当前时间，并在每次打印后休眠1秒钟。

2. 设置线程的取消状态

在使用pthread_cancel函数来取消线程前，我们需要先设置线程的取消状态。线程可以有以下两种取消状态：

- PTHREAD_CANCEL_ENABLE：表示线程可以接受取消请求；

- PTHREAD_CANCEL_DISABLE：表示线程不可以接受取消请求。

默认情况下，线程的取消状态是PTHREAD_CANCEL_ENABLE。我们可以通过pthread_setcancelstate函数来设置线程的取消状态，如下：

int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);

其中，state指定了线程的新的取消状态，它可以是PTHREAD_CANCEL_ENABLE或者PTHREAD_CANCEL_DISABLE；oldstate是一个指针，它用来存放线程的旧的取消状态，如果不关心旧的状态则可传递NULL。

在下面的例子中，我们将创建一个新的线程，并设置其取消状态为PTHREAD_CANCEL_ENABLE。

#include

#include

#include

#include

void* thread_task(void *args)

{

while (1)

{

time_t now = time(NULL);

printf("time: %s", ctime(&now));

sleep(1);

}

return NULL;

}

int main()

{

pthread_t thread_id;

int ret = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_task, NULL);

if (ret)

{

printf("create thread failed.\n");

exit(-1);

}

// 设置线程的取消状态为PTHREAD_CANCEL_ENABLE

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);

while(1);

return 0;

}

3. 发送取消请求

在设置了线程的取消状态后，我们需要发送一个取消请求来取消该线程。这可以通过调用pthread_cancel函数来实现，如下：

pthread_cancel(thread_id);

其中，thread_id是被取消的线程的线程ID。

注意，发送取消请求并不意味着线程会立即结束。该操作只是向该线程发送了一个取消信号，并让该线程知道有线程请求取消它。被取消的线程需要在需要结束的地方注册清理函数，以完成一些清理工作。同时，在这之后线程会继续运行，知道到达清理函数位置才会正式退出。

4. 注册清理函数

为了让该线程可以优雅地结束，我们需要注册一个清理函数。清理函数会在线程接收到取消请求后执行，以完成线程的清理工作。线程可以通过调用pthread_cleanup_push和pthread_cleanup_pop函数来注册和注销清理函数。

int pthread_cleanup_push(void(*routine)(void *), void *arg);

void pthread_cleanup_pop(int execute);

其中，pthread_cleanup_push函数用来注册清理函数，它有两个参数：routine是清理函数的函数指针；arg是传递给清理函数的参数。如果该函数成功注册，则返回0；否则返回一个非0值。

pthread_cleanup_pop函数用来注销清理函数。该函数有一个参数：execute，它指定了是否执行清理函数。如果execute的值为0，则表示不执行清理函数；如果execute的值为非0，则表示执行清理函数。

在下面的例子中，我们将为线程注册一个清理函数。清理函数只是简单地输出一条消息。

#include

#include

#include

#include

void cleanup_func(void *args)

{

printf("cleanup function executed.\n");

}

void* thread_task(void *args)

{

// 注册清理函数

pthread_cleanup_push(cleanup_func, NULL);

while (1)

{

time_t now = time(NULL);

printf("time: %s", ctime(&now));

sleep(1);

}

// 注销清理函数

pthread_cleanup_pop(0);

return NULL;

}

int main()

{

pthread_t thread_id;

int ret = pthread_create(&thread_id, NULL, thread_task, NULL);

if (ret)

{

printf("create thread failed.\n");

exit(-1);

}

// 设置线程的取消状态为PTHREAD_CANCEL_ENABLE

pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL);

// 发送取消请求

pthread_cancel(thread_id);

while(1);

return 0;

}

该例子中，当线程接收到取消请求后，清理函数将被执行，我们可以在输出中看到该消息。

总结

本文从pthread_cancel函数的简介开始，向大家详细介绍了如何使用该函数优雅地取消线程。在使用pthread_cancel函数来取消线程时，我们需要将下面的几个步骤结合在一起：

- 设置线程的取消状态为PTHREAD_CANCEL_ENABLE；

- 发送取消请求；

- 注册清理函数；

- 在清理函数中完成线程的清理工作。

通过以上步骤，我们可以优雅地取消线程，避免线程无法结束或者退出困境的情况的出现。本文所提供的例子只是一个很小的示例，但它涵盖了一些常见的线程操作，是学习线程取消的好材料，希望对大家有所帮助。