【多线程编程学习笔记4】终止线程执行的3种方法(pthread_exit()、pthread_cancel()、return)_c语言终止线程

申明：本学习笔记是在该教程的基础上结合自己的学习情况进行的总结，不是原创，想要看原版的请看C语言中文网的多线程编程（C语言+Linux），该网站有很多好的编程学习教程，尤其是关于C语言的。

多线程程序中，终止线程执行的方式有 3 种，分别是：

1. 线程执行完成后，自行终止；
2. 线程执行过程中遇到了 pthread_exit() 或者 return，也会终止执行；
3. 线程执行过程中，接收到其它线程发送的“终止执行”的信号，然后终止执行。

三种方式中，第一种很容易理解，本节重点给大家讲解后两种方法。

1、pthread_exit()

在 C 语言中，return 关键字用于终止函数执行，必要时还能将函数的执行结果反馈给调用者。return 关键字不仅可以用于普通函数，线程函数中也可以使用它。

<pthread.h>头文件中，提供有一个和 return 关键字相同功能的 pthread_exit() 函数。和之前不同，pthread_exit() 函数只适用于线程函数，而不能用于普通函数。

pthread_exit() 函数的语法格式如下：

void pthread_exit(void *retval);

retval 是void*类型的指针，可以指向任何类型的数据，它指向的数据将作为线程退出时的返回值。如果线程不需要返回任何数据，将 retval 参数置为NULL即可。

注意，retval 指针不能指向函数内部的局部数据（比如局部变量）。换句话说，pthread_exit() 函数不能返回一个指向局部数据的指针，否则很可能使程序运行结果出错甚至崩溃。

通过一个样例，给大家演示 pthread_exit() 函数的用法（样例一）：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
//线程要执行的函数，arg 用来接收线程传递过来的数据
void *ThreadFun(void *arg)
{
    //终止线程的执行，将“http://c.biancheng.net”返回
    pthread_exit("http://c.biancheng.net"); //返回的字符串存储在常量区，并非当前线程的私有资源
    printf("*****************");//此语句不会被线程执行
}
int main()
{
    int res;
    //创建一个空指针
    void * thread_result;
    //定义一个表示线程的变量
    pthread_t myThread;
    res = pthread_create(&myThread, NULL, ThreadFun, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("线程创建失败");
        return 0;
    }
    //等待 myThread 线程执行完成，并用 thread_result 指针接收该线程的返回值
    res = pthread_join(myThread, &thread_result);
    if (res != 0) {
        printf("等待线程失败");
    }
    printf("%s", (char*)thread_result);
    return 0;
}
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不难看出，myThread 线程并没有执行 ThreadFun() 函数中最后一个 printf() 语句，从侧面验证了 pthread_exit() 函数的功能。此外，我们通过在主线程（main() 函数）调用 pthread_join() 函数，获取到了 myThread 线程返回的数据。

有关 pthread_join() 函数的功能和用法，我们会在《获取线程函数的返回值》一节中给大家讲解。

pthread_exit()和return的区别

修改样例一中的程序，将第 8 行（调用 pthread_exit() ）代码替换成如下语句：

return "http://c.biancheng.net";
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重新编译、执行此程序，会发现程序的执行结果和之前完全相同。这意味着当线程执行结束时，无论是采用 return 语句还是调用 pthread_exit() 函数，主线程中的 pthread_join() 函数都可以接收到线程的返回值。

这就产生了一个问题，既然 return 关键字也适用于线程函数，<pthread.h> 头文件为什么还提供 pthread_exit() 函数，不是多此一举吗？

首先，return 语句和 pthread_exit() 函数的含义不同，return 的含义是返回，它不仅可以用于线程执行的函数，普通函数也可以使用；pthread_exit() 函数的含义是线程退出，它专门用于结束某个线程的执行。

在主线程（main() 函数）中，return 和 pthread_exit() 函数的区别最明显。举个例子：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
void *ThreadFun(void *arg)
{
    sleep(5);//等待一段时间
    printf("http://c.biancheng.net\n");
}
int main()
{
    int res;
    pthread_t myThread;
    
    res = pthread_create(&myThread, NULL, ThreadFun, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("线程创建失败");
        return 0;
    }
    printf("C语言中文网\n");
    return 0;
}
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编译、执行此程序，输出结果为：

C语言中文网

通过执行结果可以看到，主线程正常执行结束，myThread 线程并没有输出指定的数据。原因很简单，主线程执行速度很快，主线程最后执行的 return 语句不仅会终止主线程执行，还会终止其它子线程执行。也就是说，myThread 线程还没有执行输出语句就被终止了。

将上面程序中，main() 函数中的return 0;用如下语句替换：

pthread_exit(NULL);
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重新编译、执行程序，运行结果为：

C语言中文网
http://c.biancheng.net

对比上面两个执行结果，可以得出的结论是：pthread_exit() 函数只会终止当前线程，不会影响其它线程的执行。

此外，pthread_exit() 函数还会自动调用线程清理程序（本质是一个由 pthread_cleanup_push() 指定的自定义函数），而 return 不具备这个能力。

总之，如果实际场景中想终止某个子线程，强烈建议大家使用 pthread_exit() 函数。终止主线程时，return 和 pthread_exit() 函数发挥的功能不同，可以根据需要自行选择。

2、pthread_cancel()

多线程程序中，一个线程还可以向另一个线程发送“终止执行”的信号（后续称“Cancel”信号），这时就需要调用 pthread_cancel() 函数。

pthread_cancel() 函数声明在<pthread.h>头文件中，语法格式如下：

int pthread_cancel(pthread_t thread);

参数 thread 用于接收 Cancel 信号的目标线程。

如果 pthread_cancel() 函数成功地发送了 Cancel 信号，返回数字 0，否则返回非零数。对于因“未找到目标线程”导致的信号发送失败，函数返回 ESRCH 宏（定义在<errno.h>头文件中，该宏的值为整数 3）。

注意，pthread_cancel() 函数的功能仅仅是向目标线程发送 Cancel 信号，至于目标线程是否接收该信号，何时响应该信号，全由目标线程决定。我们会在《终止线程执行，千万别踩这个坑！》一节给您做详细讲解。

对于接收 Cancel 信号后结束执行的目标线程，等同于该线程自己执行如下语句：

pthread_exit(PTHREAD_CANCELED);
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也就是说，当一个线程被强制终止执行时，它会返回PTHREAD_CANCELED这个宏（定义在<pthread.h>头文件中）。

接下来通过一个样例，给大家演示 pthread_cancel() 函数的用法：

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <stdlib.h>     // sleep() 函数
//线程执行的函数
void * thread_Fun(void * arg) {
    printf("新建线程开始执行\n");
    sleep(10);
}
int main()
{
    pthread_t myThread;
    void * mess;
    int value;
    int res;
    //创建 myThread 线程
    res = pthread_create(&myThread, NULL, thread_Fun, NULL);
    if (res != 0) {
        printf("线程创建失败\n");
        return 0;
    }
    sleep(1);
    //向 myThread 线程发送 Cancel 信号
    res = pthread_cancel(myThread);
    if (res != 0) {
        printf("终止 myThread 线程失败\n");
        return 0;
    }
    //获取已终止线程的返回值
    res = pthread_join(myThread, &mess);
    if (res != 0) {
        printf("等待线程失败\n");
        return 0;
    }
    //如果线程被强制终止，其返回值为 PTHREAD_CANCELED
    if (mess == PTHREAD_CANCELED) {
        printf("myThread 线程被强制终止\n");
    }
    else {
        printf("error\n");
    }
    return 0;
}
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