수안이의 컴퓨터 연구실 :: 쓰레드 객체의 사용

pthread에서 쓰레드로 클래스 객체를 이용하는 방법과 프로세스 종료시 메인 쓰레드에서 생성된 자식쓰레드에게서 어떤 일이 일어나는지 어떻게 하면 좀더 깔끔하게 종료할 수 있을지에 대한 고민?을 담고 있다. 함께 고민해 보자.

목 적 #
C++ 에서 자바의 그것과 비슷한 쓰레드 객체를 만들어 사용한다
객체지향개념에서 각 쓰레드란건 프로그램에서 가장 큰 객체덩어리로 볼 수 있으며, 그런 관점에서 하나의 클래스의 인스턴스 자체로 쓰레드가 된다면 개념적으로 좋을것이다
클래스의 인스턴스를 생성하는순간 클래스의 멤버변수와 메소드를 가지고 활동하는 쓰레드가 가동된다
덧붙여, 데몬 프로그램에서 stop, restart 시에 보통 발생시키는 SIGTERM 신호를 받아서 각 자식 쓰레드들을 종료시킨 후 쓰레드 객체의 소멸자를 호출되게 하여 동적으로 생성한 메모리 및 각종 정리해야할 핸들러들을 해제시킨다

Code 1 #
/* 자바의 그것과 비슷한 쓰레드 객체 클래스 또는 인터페이스 구현 */
/* 데몬으로 실행시 stop 에 의한 SIGTERM 신호에 쓰레드객체의 소멸자 호출처리 */

#include <pthread.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 
#include <iostream> 

using namespace std; 

class tClass { 

  private : 
     pthread_t pt; 
     int* a; 
     void prn(void) { 
        cout << "This is private method " << *a << endl; 
     } 
     // 아래는 쓰레드에서 실제 사용될 메인 함수이다. 순수가상함수로 정의하여 이 클래스를 
     // 인터페이스화하여 상속받는 클래스에서 쓰레드함수로 필요한 작업을 정의하여 사용할 
     // 수 도 있겠다. 그럴땐 protected 혹은 public 멤버로 만들어놓아야 상속받는 클래스에서 
     // 이 순수가상함수의 내용을 정의하여 사용할 수가 있겠다. 또한 pthread_create를 생성자에서 
     // 호출하면 상속받은 클래스에서 내용을 정의해놓은 tFunc 가 호출될 수 없으므로 생성자에선 
     // pthread_create를 하지 않고 따로 멤버함수를 두어 거기서 쓰레드호출을 해야한다. 
     void tFunc(void) { 
        *a = 1; 
        prn(); 
        while (1) { 
           cout << "This is thread method " <<  (*a)++ << endl; 
           sleep(1); 
        } 
     } 
     static void* callThread(void* arg); // 실제 pthread_create에 사용되는 메소드 

  public : 
     tClass(void) { 
        cout << "This is constructor" << endl; 
        a = new int; 
        pthread_create(&pt, NULL, callThread, this); 
        // static 멤버메소드는 static멤버에만 접근가능하므로 이 클래스의 객체주소를 
        // 인자로 넘겨 private를 포함한 모든 멤버를 사용할 수 있도록 한다. 
     } 
     ~tClass(void) { 
        int i; 
        // main의 종료시 종속쓰레드를 먼저 종료시키는지 인스턴스들의 메모리해제를 
        // 먼저 시키는지 알아보기 위하여 루프를 돌림 
        for (i = 0; i < 3; i++) { 
           cout << "This is destructor" << endl; 
           sleep(1); 
        } 
        delete a; 
     } 

}; 

// static 멤버변수는 클래스 선언 밖에서 정의해야함 
void* tClass :: callThread(void* arg) { 
  tClass* tp; 
  tp = (tClass*) arg; 
  tp->tFunc();   // 쓰레드작업을 할 메소드를 실행시킨다 
  // 이 곳에서 직접 쓰레드작업들을 하여도 되겠으나, 클래스멤버를 사용할때마다 
  // 포인터를 통해 접근해야 하므로 깔끔하지 못하며 이 클래스를 인터페이스화하지 못한다 
} 

int main () { 
  int i; 
  tClass tc; 
  for (i = 0; i <  3; i++) { 
     cout << "This is main" << endl; 
     sleep(1); 
  } 
  cout << "main exit" << endl; 
  return (1); 
}

실행을 시켜보면 main 종료시에 객체(변수를 포함한 모든 인스턴스들)의 해제가 먼저 일어나고 - 소멸자가 실행되는 동안 객체 쓰레드가 계속 실행되고 있음 - 그 다음 각 쓰레드을 종료하고 main이 종료되는것을 알 수 있다. 이것은 보통 아무 문제도 되지 않는다. 소멸자가 실행되고 쓰레드가 종료되는건 아주 빠른 순간에 일어날것이다. 그러나, 이미 해제된 메모리나 핸들러에 어떤 엑세스가 가해질 확률이 존재한다는것은 결코 깔끔하지 못하다(적어도 나는 찝찝하다). 그리하여, 보통 데몬의 stop 스크립트에서 발생시키는 SIGTERM을 처리하는 핸들러를 두어 수동으로 먼저 쓰레드를 종료시킨 후 소멸자가 호출되게 해보자.

Code 2 #
/* 자바의 그것과 비슷한 쓰레드 객체 클래스 또는 인터페이스 구현 */
/* 데몬으로 실행시 stop 에 의한 SIGTERM 신호에 쓰레드객체의 소멸자 호출처리 */

#include <signal.h> 
#include <pthread.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <unistd.h> 
#include <iostream> 

using namespace std; 

class tClass { 

  private : 
     int* a; 
     void prn(void) { 
        cout << "This is private method " << *a << endl; 
     } 
     // 쓰레드함수이다. 순수가상함수로 정의하여 이 클래스를 인터페이스화하여 
     // 상속받는 클래스에서 쓰레드함수로 필요한 작업을 정의하여 사용할 수 도 있겠다. 
     void tFunc(void) { 
        *a = 1; 
        prn(); 
        while (1) { 
           cout << "This is thread method " <<  (*a)++ << endl; 
           sleep(1); 
        } 
     } 
     static void* callThread(void* arg); // 실제 pthread_create에 사용되는 메소드 

  public : 
     pthread_t pt;  // main 에서의 pthread_cacel 호출을 위해 public으로 함 
     tClass(void) { 
        cout << "This is constructor" << endl; 
        a = new int; 
        pthread_create(&pt, NULL, callThread, this); 
        // static 멤버메소드는 static멤버에만 접근가능하므로 이 클래스의 객체주소를 
        // 인자로 넘겨 private를 포함한 모든 멤버를 사용할 수 있도록 한다. 
     } 
     ~tClass(void) { 
        int i; 
        // main의 종료시 종속쓰레드를 먼저 종료시키는지 인스턴스들의 메모리해제를 
        // 먼저 시키는지 알아보기 위하여 루프를 돌림 
        for (i = 0; i < 3; i++) { 
           cout << "This is destructor" << endl; 
           sleep(1); 
        } 
        delete a; 
     } 

}; 

// static 멤버 메소드는 클래스 선언 밖에서 정의해야함 
void* tClass :: callThread(void* arg) { 
  tClass* tp; 
  pthread_setcancelstate(PTHREAD_CANCEL_ENABLE, NULL); 
  pthread_setcanceltype(PTHREAD_CANCEL_DEFERRED, NULL); 
  tp = (tClass*) arg; 
  tp->tFunc();   // 쓰레드작업을 할 메소드를 실행시킨다 
  // 이 곳에서 직접 쓰레드작업들을 하여도 되겠으나, 클래스멤버를 사용할때마다 
  // 포인터를 통해 접근해야 하므로 깔끔하지 못하며 이 클래스를 인터페이스화하지 못한다 
} 

tClass tc;  // sigHandler에서의 작업을 위해 전역으로 선언 

void sigHandler(int sig) { 
  cout << "Got signal " << sig << endl; 
  pthread_cancel(tc.pt);        // 쓰레드 종료 
  pthread_join(tc.pt, NULL); 
  cout << "Signal Handler exit" << endl; 
  exit(EXIT_SUCCESS); 
  // 객체의 소멸자는 main이 종료되면서 자동으로 호출된다. 이것도 직접 호출할려면 
  // tClass* tc로 선언하여 new하여 사용한 후 여기서 delete 하면 된다 
} 

int main () { 
  signal(SIGTERM, sigHandler); 
  while (1) { 
     cout << "This is main" << endl; 
     sleep(1); 
  } 
}

ps 하여 나오는 프로세스중에 이 프로그램명의 최상위 pid를 kill 해보자 (kill pid 혹은 kill -TERM pid)
자식 쓰레드를 먼저 종료시킨 후 소멸자가 호출되는것을 알 수 있다

미비점 #
신호처리기에서 쓰레드객체에 접근하기 위하여 쓰레드객체의 인스턴스를 전역으로 선언하였다. 이러한것은 객체지향개념에서는 좋지 못하다. 가능한한 전역변수는 쓰지 않는것이 좋다. 허나 전통적인 시그널은 데이터를 전달할 수 가 없다. 때문에 RTS 를 사용하여 이를 해결할 수 있을것이다. 혹은, 데몬종료시의 메모리와 쓰레드 정리를 위한 더 좋은 방법이 있으면 알려달라 (정리안해도 된다는 말은 하지말아달라. 나도 안다. -.-; 그러나 하는게 좋지 않겠는가?)

출처 : http://www.joinc.co.kr/modules.php?name ··· 3Dnested

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