pthread_cleanup_push注册清理函数中解锁导致的时间窗口问题-优快云博客

本文探讨了在多线程环境中使用pthread_cancel函数可能导致的mutex死锁问题。当线程在锁住mutex后接收到取消请求，若直接终止，mutex将无法解锁，造成死锁。文章介绍了通过注册清理函数来解决此问题的方法，但指出这可能导致额外解锁或加锁的情况。讨论了内核未提供原子解决方案，以及如何合理安排锁和清理函数注册顺序以避免死锁。

可以向其他线程发送pthread_cancel(threadid) ，让线程id为threadid的另一个线程取消，若threadid这个线程中使用了mutex，在lock和unlock期间收到了其他线程发来的取消要求，那么这个mutex没人解锁，造成死锁，解决这个问题的方案是注册线程清理函数，在清理函数中释放资源（解锁），但这样会造成一个时间窗口导致的额外加锁或者额外解锁，如下：

pthread_mutex_t mutex;

void cleanup_func(void* arg) {
    pthread_mutex_unlock(&mutex);
}

void* thread_func(void* arg) {
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    /*
    * here is a time window, other thread call pthread_cancel cause
    * unlock twice
    */
    pthread_cleanup_push(cleanup_func);
    pthread_exit(NULL);
    pthread_cleanup_pop(0);
}

int main() {
    pthread_t threadid;
    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_mutex_init(&mutex, NULL);
    pthread_create(&threadid, NULL, thread_func, NULL);
    pthread_join(threadid, NULL);
    exit(0);
}

在线程函数thread_func中，先加锁，然后再注册清理函数，这里会有问题，在加锁后清理函数之前，有一个时间窗口，若此时其他线程向其发送pthread_cancel，会导致线程直接终止，对于mutex，没人解锁。先注册再lock也不行，如下：

void* thread_func(void* arg) {
    pthread_cleanup_push(clean_func);
    /*
    * here is a time window
    */
    pthread_mutex_lock(&mutex);
    ...
}

在注册清理函数之后，锁mutex之前，其他线程发来pthread_cancel，会导致额外解锁了mutex一次。

综上，对于这个时间窗口的问题，内核并没有提供相应的原子处理方案，由于mutex的实现是允许多次unlock，所以为了防止死锁，选择先注册清理函数，再锁mutex。当然能够不使用pthread_cancel这个函数最好