pthread_join是如何实现的？

Question

我对线程有点陌生，所以你必须原谅这个问题的天真。

pthread_join 是如何实现的以及它如何影响线程调度？

我总是想象 pthread_join 用 while 循环实现，只是导致调用线程屈服，直到目标线程完成。像这样（非常近似的伪代码）：

atomic bool done;

thread_run {

    do_stuff();
    done = true;

}

thread_join {

    while(!done) {
        thread_yield();
    //  basically, make the thread that calls "join" on
    //  our thread yield until our thread completes
    }
}

这是一个准确的描述，还是我大大过度简化了过程？

干杯!

Answer 1

pthread_join 可能在内部实现为等待信号量，该信号量在线程退出时触发，无论是在调用 pthread_exit 时还是在其 main 函数退出时。

无论如何，glibc的源代码是可用的，尝试谷歌代码搜索（我在那里看到了一些信息丰富的东西）

Answer 2

是的，这就是总体思路。有关特定实现的详细信息，请查看 glibc。

Answer 3

线程通常有一个与其关联的小结构，即线程上下文。该结构可以填充使线程“工作”所需的所有数据。

例如，数据结构的根需要访问该线程的线程特定键，并在线程关闭时迭代它们以清理它们。

该结构中通常有一个类似互斥锁的锁，并且对于不同的部分可能有多个锁。

线程上下文中可以有一个小字段，终止线程可以在其中放置其退出状态。 （由 pthread_exit 返回或从线程函数返回的 void *。）

线程上下文还可以指示线程的状态（尚未创建、正在运行、已停止）。

在准备好终止状态并指示它正在终止之后，线程可以踢同步原语，例如条件变量或信号量。

pthread_join 函数可以等待该同步原语。一旦等待完成，除了提取状态之外，该函数还可以触发该线程的资源清理。

发出加入信号后，线程继续执行。为此，它必须继续拥有带有堆栈的上下文。之后，系统必须解决在后台彻底停止线程的问题。

线程的用户空间实现可以将其推迟到内核。例如，某些信号可能会消失或指示线程已完成的任何信号。此时，用户空间知道线程不可能再使用其堆栈，并且可以回收它。

在内核中，调度程序可以“吃掉”一个线程。线程可以调用调度程序中的某些函数，这些函数在清理其大部分资源后永远不会返回。它将线程标记为死亡并将上下文切换到另一个线程。线程的堆栈将永远不会再次使用（因为该函数永远不会返回）并且可以回收，以及它的任务结构和附加到它的任何剩余内容。