Программирование для Linux. Профессиональный подход

В листинге 4.7 показано, как осуществить задуманное. Для хранения файлового указателя в функции main создается ключ, запоминаемый в переменной thread_log_key. Эта переменная является глобальной, поэтому она доступна всем потокам. Когда поток начинает выполнять свою потоковую функцию, он открывает журнальный файл и сохраняет указатель на него в своем ключе. Позднее любой поток может вызвать функцию write_to_thread_log, чтобы записать сообщение в свой журнальный файл. Эта функция извлекает из области потоковых данных указатель на журнальный файл и помещает в файл требуемое сообщение.

Листинг 4.7. (tsd.c) Создание отдельного журнального файла для каждого потока с помощью области потоковых данных

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

/* Ключ, связывающий указатель журнального файла с каждым
 потоком. */
static pthread_key_t thread_log_key;

/* Запись параметра MESSAGE в журнальный файл текущего потока. */
void write_to_thread_log(const char* message) {
 FILE* thread_log =
 (FILE*)pthread_getspecific(thread_log_key);
 fprintf(thread_log, "%s\n", message);
}

/* Закрытие журнального файла, на который указывает параметр
 THREAD_LOG. */
void close_thread_log(void* thread_log) {
 fclose((FILE*)thread_log);
}

void* thread_function(void* args) {
 char thread_log_filename[20];
 FILE* thread_log;
 /* Создание имени журнального файла для текущего потока. */
 sprintf(thread_log_filename, "thread%d.log",
 (int)pthread_self);
 /* Открытие журнального файла. */
 thread_log = fopen(thread_log_filename, "w");
 /* Сохранение указателя файла в области потоковых данных,
 под ключом thread_log_key. */
 pthread_setspecific(thread_log_key, thread_log);
 write_to_thread_log("Thread starting.");
 /* Далее идет основное тело потока... */
 return NULL;
}

int main {
 int i;
 pthread_t threads[5];

 /* Создание ключа, который будет связывать указатели
 журнальных файлов с областью потоковых данных. Функция
 close_thread_log закрывает все файлы. */
 pthread_key_create(&thread_log_key, close_thread_log);
 /* Создание потоков. */
 for (i = 0; i < 5; ++i)
 pthread_create(&(threads[i]), NULL, thread_function, NULL);
/* Ожидание завершения всех потоков. */
 for (i = 0; i < 5; ++i)
 pthread_join(threads[i], NULL);
 return 0;
}

Обратите внимание на то, что в функции thread_function не нужно закрывать журнальный файл. Просто когда создавался ключ, функция close_thread_log была назначена функцией очистки данного ключа. Когда бы поток ни завершился, операционная система Linux вызовет эту функцию, передав ей значение ключа, соответствующее данному потоку. В функции close_thread_log и происходит закрытие файла.

4.3.1. Обработчики очистки

Функции очистки ключей гарантируют, что в случае завершения или отмены потока не произойдет потерн ресурсов. Но иногда возникает необходимость в создании функции, которая будет связана не с ключом, дублируемым между потоками, а с обычным ресурсом. Такая функция называется обработчиком очистки.

Обработчик очистки вызывается при завершении потока. Он принимает один аргумент типа void*, который передается обработчику при его регистрации. Это позволяет использовать один и тот же обработчик для удаления нескольких экземпляров ресурса.

Обработчик очистки — это временная мера, требуемая только тогда, когда поток завершается или отменяется, не закончив выполнять определенный участок кода. При нормальных обстоятельствах ресурс должен удаляться явно.

Для регистрации обработчика следует вызвать функцию pthread_cleanup_push, передав ей указатель на обработчик и значение его аргумента. Каждому такому вызову должен соответствовать вызов функции pthread_cleanup_pop, которая отменяет регистрацию обработчика. Для удобства эта функция принимает дополнительный целочисленный флаг. Если он не равен нулю, при отмене регистрации выполняется операция очистки.

В листинге 4.8 показан фрагмент программы, в котором обработчик очистки применяется для удаления динамического буфера при завершении потока.

Листинг 4.8. (cleanup.c) Фрагмент программы, содержащий обработчик очистки потока

#include <malloc.h>
#include <pthread.h>

/* Выделение временного буфера. */
void* allocate_buffer(size_t size) {
 return malloc(size);
}

/* Удаление временного буфера. */
void deallocate_buffer(void* buffer) {
 free(buffer);
}

void do_some_work {
 /* Выделение временного буфера. */
 void* temp_buffer = allocate_buffer(1024);
 /* Регистрация обработчика очистки для данного буфера. Этот
 обработчик будет удалять буфер при завершении или отмене