pthread_cancel() и C++

С приходом в нашу жизнь реализации Linux тредов NPTL, стало доступно досрочное завершение тредов. Представьте себе ситуацию, когда у Вас есть треды с блокирующими системными вызовами или просто треды, использующие sleep() (что ещё хуже) и Вам вдруг понадобилось их завершить. В случае, если Вы программируете на С, скорей всего проблем не будет. Грабли начинают когда Вы решаете сделать тоже самое в C++.

Что может случиться плохого? Такой подход соврешенно не совместим с RAII.
Рассмотрим пример, который гарантированно падает.

Вот результат выполнения на Ubuntu 15.10:

Что же происходит в этом коде такого, что необходимо завершить выполнение? К счастью, в Ubuntu 15.10 хороший вывод ошибок и ясно, что виновен не пойманый exception. Но где? При вызове любого системного вызова отмеченного как "Cancellation point".

Давайте разберём ещё раз, с самого начала. Мы создаём объект класса Object, внутри треда, который спустя секунду, будет отдан на растерзание pthread_cancel(). Внуртри этого же треда, мы кидаем exception, что приводит к stack unwinding и вызову деструкторов объектов на стеке и функция sleep(), переходя в kernel mode и являесь при этом cancellation point, благодаря C++ -- кидает exception, во время раскрутки стека, что и приводит к гарантированному падению нашей программы.

Не верите? :-) Попробуйте такой код:

В результате будет такой вывод:

Поражены? И это в деструкторе объекта! Как Вы понимаете, о RAII с таким подходом можно забыть. Вы наверняка захотите использовать такие системные вызовы как fclose(), close(), dlclose() в деструкторе Вашего объекта. Список cancellation points достаточно обширен!

Всё, что вы можете -- попытаться контролировать процесс вхожения в cancellation point, используя pthread_testcancel(), которая создаст cancellation point до входа в опасную область видимости. При этом, я сам не уверен, что эта тактика оправданна и вообще имеет право на жизнь.

Интересно, что сам этот "exception" добавлеяет ИМЕННО C++ и его тип определён в хедере cxxabi.h, что значит, что его вполне реально поймать.

Вывод:

На самом деле, это не столько "exception", сколько механизм для stack unwinding, о чём можно сделать вывод из названия типа "__forced_unwind". Следовательно, раз мы можем его поймать, мы можем его и кинуть далее и даже обработать!

Покрайней мере, программа уже не падает :-)

Что и требовалось доказать. Использование pthread_cancelation -- весьма сомнительная возможноcть NPTL. Возможно, использование её в языке C оправданно, но в C++, в котором наличествует огромное количество уже готовых типов, которые используют различные системные вызовы, ничего не подозревая о новшествах реализации -- лучше воспользоваться функционалом предоставляемым libstdc++ ну или вообще, BOOST.

Статьи по теме

• WIKI. NPTL.
• Citforum. Потоки.
• Man page. Pthreads.
• Man page. pthread_cancel.
• Skaark blog. pthread_cancel considered harmful
• Drepper. Cancellation and C++ Exceptions