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线程运行控制

​专栏内容：

• 参天引擎内核架构
  本专栏一起来聊聊参天引擎内核架构，以及如何实现多机的数据库节点的多读多写，与传统主备，MPP的区别，技术难点的分析，数据元数据同步，多主节点的情况下对故障容灾的支持。

• 手写数据库toadb
  本专栏主要介绍如何从零开发，开发的步骤，以及开发过程中的涉及的原理，遇到的问题等，让大家能跟上并且可以一起开发，让每个需要的人成为参与者。
  本专栏会定期更新，对应的代码也会定期更新，每个阶段的代码会打上tag，方便阶段学习。

​开源贡献：

• toadb开源库

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前言

现代的CPU都是多core处理器，而且在intel处理器中每个core又可以多个processor，形成了多任务并行处理的硬件架构，在服务器端的处理器上架构又有一些不同，传统的采用SMP，也就是对称的多任务处理架构，每个任务都可以对等的访问所有内存，外设等，而如今在ARM系列CPU上，多采用NUMA架构，它将CPU核分了几个组，给每个组的CPU core分配了对应的内存和外设，CPU访问对应的内存和外设时速度最优，跨组访问时性能会降底一些。

随着硬件技术的持续发展，它们对一般应用的性能优化能力越来越强，同时对于服务器软件的开发，提出更高要求，要想达到极高的并发和性能，就需要充分利用当前硬件架构的特点，对它们进行压榨。那么，我们的应用至少也是要采用多任务架构，不管是多线程还是多进程的多任务架构，才可以充分利用硬件的资源，达到高效的处理能力。

当然多任务框架的采用，不仅仅是多线程的执行，需要对多任务下带来的问题进行处理，如任务执行返回值获取，任务间数据的传递，任务执行次序的协调；当然也不是任务越多处理越快，要避免线程过多导致操作系统夯住，也要防止任务空转过快导致CPU使用率飙高。

本专栏主要介绍使用多线程与多进程模型，如何搭建多任务的应用框架，同时对多任务下的数据通信，数据同步，任务控制，以及CPU core与任务绑定等相关知识的分享，让大家在实际开发中轻松构建自已的多任务程序。

概述

在多线程并发运行过程中，总是会存在一些线程的调度管理，让一些线程暂停，唤醒线程，取消运行等，本文就来分享线程的控制方面的API，以及使用方法。

线程控制方法概览

方法	API	描述
暂停线程	pthread_suspend_np pthread_suspend_all_np	暂停一个指定的线程或所有线程
唤醒线程	pthread_resume_np pthread_resume_all_np	唤醒一个指定线程或所有线程
取消线程	pthread_cancel	让指定线程结束运行
创建线程取消点	pthread_testcancel	线程只有在取消点时才会被取消
线程取消属性设置	pthread_setcancelstate pthread_setcanceltype	取消属性的设置

暂停线程

#include <pthread_np.h>int pthread_suspend_np(pthread_t tid); 
void pthread_suspend_all_np(void); 

让指定线程或者其它所有线程挂起，这里调用者是不会被挂起的，如果指定挂起自己，则返回错误。

挂起的线程，只有等待唤醒通知时，才能继续运行。

唤醒线程

#include <pthread_np.h> int pthread_resume_np(pthread_t tid); 
void pthread_resume_all_np(void); 

唤醒指定线程，或者其它所有挂起的线程，当指定的线程没有挂起时，不产生任何动作。

当调用pthread_resume_all_np后，会扫描所有活动的线程，对于挂起的线程进行唤醒。

线程取消

线程取消，会让被取消的线程结束运行，线程退出。

线程取消 API

#include <pthread.h>
int pthread_cancel(pthread_t thread);

参数指定线程的标识符，取消指定线程，这里也包括自已；

API被调用以后，会给被取消的线程发送取消请求，取消请求是否被执行，取决于该线程是否有取消点，同时取消点属性设置为可以响应取消请求。

线程取消流程

线程处理取消请求的流程流程如下：

• 接收处理清求
• 弹出清理回调函数，并执行
• 是否有线程本地数据的销毁函数，如果有时，则执行
• 线程退出

此时，如果线程是可连接的，则pthread_join需要被调用来回收资源。

线程取消的原理

线程取消的内部是通过信号实现，发送请求，实现是发送了一个信号；这就很好理解取消点，它只是一个信号中断处理点。

线程取消点

#include <pthread.h>
void pthread_testcancel(void);

调用此API可以在程序的调用位置创建取消点，就是可以响应线程的取消；有些代码段，我们不希望被中断，必须执行或者不执行，那么就可以在此代码段的前后设置取消点。

一般线程中的取消点有以下几种：

• 调用pthread_testcancel创建的取消点；
• 让线程产生等待条件API，它们内部会有取消点，如信号量等待；
• 等待其它线程结束的调用，如pthread_join调用；
• 信号等待sigwait
• 其它一些会阻塞线程的标准库API，它们内部会有取消点，如sleep, read/write/send/recv等，在阻塞等待时，此线程仍然可以被取消运行。

取消点属性

属性设置API

#include <pthread.h>
int pthread_setcancelstate(int state, int *oldstate);
int pthread_setcanceltype(int type, int *oldtype);

参数说明

• state 取值，

• PTHREAD_CANCEL_ENABLE , 使能取消点，也就是在此调用之后，如果设置了取消点，它们就可以响应取消请求；线程默认情况下，取消点是使能的；
• PTHREAD_CANCEL_DISABLE， 禁用取消点，也就是在此调用之后，如果设置了取消点，它们不再响应取消请求; 当收到取消请求时，它们会被阻塞，直到使用取消点后。

• type 取值

• PTHREAD_CANCEL_DEFERRED, 取消请求会被延迟处理；当收到取消请求时，不会立即处理，而是在下一个取消点时处理；
• PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, 立即处理取消请求，当然操作系统不能保证实时性；

这两个API都是设置当前线程的取消点属性。为什么会有这两个函数呢？ 因为在我们程序中不仅用到了线程库函数，还有标准C库函数，还有其它，而线程库的取消点我们可以自己设定，而其它库函数的取消点只能通过这两个函数来控制，是否需要启用。

总结

本文分享了关于线程运行、挂起、唤醒、取消运行等控制操作以及相关API，体现出并发操作的复杂性，对于挂起或取消运行要特别注意它们的时机，避免产生意想不到的结果。

本文所涉及的代码已经上传到工程hatchCode, 在multipleThreads/example_06目录下；

结尾

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作者邮箱：study@senllang.onaliyun.com
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