How to stop Linux threads cleanly

Остановка потоков Linux требует аккуратного подхода, особенно при работе с низкоуровневыми потоками, созданными через pthread_create или std::thread. В отличие от запуска, корректное завершение потоков позволяет выполнить очистку ресурсов — освобождение памяти, блокировок, сброс логов. Идеального универсального решения не существует, но есть несколько подходов.

Простой метод — организация квази-активного ожидания в каждом потоке с проверкой флага остановки. Когда нужно завершить поток, флаг устанавливается в true, после чего вызывается pthread_join. Цикл не должен быть полностью неблокирующим, но должен завершаться за разумное время. Для потоков, блокирующихся на системных вызовах, используются сигналы для прерывания выполнения. Важно, что даже с этим подходом нужно учитывать обработку сигналов для корректной работы с буферизированным выводом.

Комментарии (77)

Проблема заключается в том, что POSIX не предоставляет безопасного механизма для остановки потока, и это приводит к тому, что разработчики вынуждены полагаться на pthread_cancel, который небезопасен и может привести к утечкам ресурсов или повреждению состояния.
Попытки использовать SIGUSR1 и signalfd для обработки сигналов в пространстве пользователя не решают проблему, потому что большинство библиотек не ожидают, что их вызовы будут прерваны, и это может привести к повреждению состояния.
Вместо этого, вместо попыток остановить поток, который может быть в любой точке, лучше структурировать код так, чтобы он мог реагировать на сигнал остановки, или использовать модель, где потоки не блокируются на системных вызовах, а вместо этого используют асинхронные вызовы и ожидают на poll/select/epoll/io_uring.
Некоторые комментаторы отмечают, что в Linux существует io_uring, который позволяет прервать системный вызов, и что это может быть использовано для реализации остановки потока, но это не решает проблему, что не все вызовы могут быть прерваны таким образом.
В конечном счёте, вместо попыток убить поток, который может быть в любой точке, лучше писать код так, чтобы он был отзывчив к сигналу остановки, и использовать модели, где потоки не блокируются на системных вызовах, а вместо этого используют асинхронные вызовы и ожидают на poll/select/epoll/io_uring.