C语言线程中如何正常退出主进程？美发沙龙模拟程序问题

我正在开发一个模拟美发沙龙的C程序，遇到了从simulation_timer_thread线程终止主进程的问题。目前只有调用kill(getpid(), SIGKILL)能成功退出主进程，但这不是理想方案。

在simulation_timer_thread中输出printf(RED "Symulacja zakończona można zakończyć program.\n" RESET);后，我尝试用exit(EXIT_SUCCESS)结束程序，却发现主进程仍在运行——通过strace排查，进程卡在等待输入的read(0)调用上。

但koniec函数和快速退出的信号处理程序能正常终止程序，我猜测是线程的结构特性导致exit()无法正常触发进程终止。试过pthread_cancel和pthread_join，也没能有效终止主进程，希望有人解释原因并提供更优处理方案。

附相关代码片段：

char menu = 0;
while (menu != '3' /*&& !koniec_symulacji*/)
{
    printf(CYAN "1 - Zakończ pracę fryzjera\n");
    printf("2 - Natychmiastowo zamknij salon\n");
    printf("3 - Zwolnij zasoby i zakończ program\n" RESET);

    while (getchar() != '\n')
        ; // 清空缓冲区
    while (scanf("%c", &menu) != 1)
        ;

    switch (menu)
    {
    case '1':
        zabij_fryzjera(); // 发送信号1终止一名理发师
        break;
    case '2':
        sig_handler_int(0); // 发送信号2立即终止所有客户
        break;
    case '3':
        koniec(0); // 释放资源并终止程序
        break;
    default:
        printf(RED "Niepoprawna opcja\n" RESET);
        break;
    }
}
// pthread_join(timer_thread, NULL);
// return 0;
}
...
void *simulation_timer_thread(void *arg)
{
    if (TP > 0)
    {
        sleep(TP); // TP为沙龙启动延迟时间，大于0则等待对应秒数
    }
    printf(YELLOW "Salon otwarty.\n" RESET);                                                                   // 输出沙龙启动提示
    sem_setval(poczekalnia_semafor, K);                                                                        // 初始化等候室信号量（K个空位）
    printf(YELLOW "Zainicjalizowano poczekalnię, ilość miejsc: %d.\n" RESET, sem_getval(poczekalnia_semafor)); // 输出等候室初始化信息

    int remaining = sim_duration; // 模拟剩余时长
    while (remaining > 0)         // 模拟倒计时循环
    {
        printf(MAGENTA "Czas pozostały: %d s\n", remaining); // 输出剩余时间
        sleep(1);                                            // 每秒递减一次
        remaining--;
    }
    sem_setval(poczekalnia_semafor, 0); // 关闭等候室（新客户无法进入）
    printf(YELLOW "Salon zamknięty.\n" RESET);
    zabij_klientow();
    zabij_fryzjerow();
    zwolnij_zasoby_kierownik();
    printf(RED "Symulacja zakończona można zakończyć program.\n" RESET);
    // koniec_symulacji = 1;
    //  pthread_cancel(timer_thread);
    //   pthread_join(timer_thread, NULL);
    //   exit(EXIT_SUCCESS);
    // return NULL;
    //   kill(getpid(), SIGKILL);
}

void zabij_klientow()
{
    for (int i = 0; i < P; i++) // 终止所有客户进程
    {
        kill(klienci[i], 2); // 发送SIGINT信号
    }
    wait_for_process(P);
}

void zabij_fryzjerow()
{
        for (int i = 0; i < F; i++) // 终止所有理发师进程
        {
            kill(fryzjerzy[i], 1); // 发送SIGHUP信号
        }
        wait_for_process(F);
}

void zwolnij_zasoby_kierownik() // 释放所有系统资源
{
    // 删除消息队列、信号量、共享内存
    usun_kolejke_komunikatow(msg_qid);
    usun_semafor(kasa_semafor);
    usun_semafor(fotele_semafor);
    usun_semafor(poczekalnia_semafor);
    odlacz_pamiec_dzielona(kasa);
    usun_pamiec_dzielona(shm_id);
    printf(YELLOW "Zasoby zwolnione\n" RESET);
}

1. exit()未生效的核心原因：exit()是进程级终止调用，理论上会终止所有线程，但它会先执行进程级清理操作（刷新stdio缓冲区、调用atexit注册的清理函数）。如果你的主线程卡在read(0)（等待用户输入），且清理流程中某个步骤卡住（比如资源释放失败），就会导致进程无法及时终止。而SIGKILL是强制终止信号，跳过所有清理流程，因此能直接结束进程。
2. pthread_cancel无效的原因：你之前调用的pthread_cancel(timer_thread)是取消当前线程，而非主线程，自然无法触发主进程退出。
3. pthread_join的局限性：pthread_join仅用于等待目标线程结束，本身不具备终止线程或进程的能力，单独使用无法解决问题。

方案1：全局标志+信号唤醒（最优雅） #

通过全局原子变量通知主线程退出，并发送信号中断主线程的输入等待：

1. 定义全局原子布尔变量：_Atomic bool simulation_ended = false;
2. 注册自定义信号处理程序（仅用于中断系统调用）：

   void sig_handler_usr1(int signum) {
       // 空实现，仅中断阻塞的输入调用
   }
   

3. 主函数中注册信号，并修改循环条件：

   int main() {
       // 其他初始化代码...
       signal(SIGUSR1, sig_handler_usr1);
       char menu = 0;
       while (menu != '3' && !simulation_ended) {
           printf(CYAN "1 - Zakończ pracę fryzjera\n");
           printf("2 - Natychmiastowo zamknij salon\n");
           printf("3 - Zwolnij zasoby i zakończ program\n" RESET);
   
           // 处理缓冲区，同时检查终止标志
           int c;
           while ((c = getchar()) != '\n' && c != EOF && !simulation_ended);
           if (simulation_ended) break;
   
           // 处理输入，同时检查终止标志
           while (scanf("%c", &menu) != 1 && !simulation_ended);
           if (simulation_ended) break;
   
           // 原switch逻辑...
       }
       koniec(0); // 统一释放资源并退出
       return 0;
   }
   

4. 在simulation_timer_thread末尾添加：

   printf(RED "Symulacja zakończona można zakończyć program.\n" RESET);
   simulation_ended = true;
   kill(getpid(), SIGUSR1); // 发送信号中断主线程的输入等待
   return NULL;
   

方案2：终止主线程 #

如果方案1不适用，可直接取消主线程：

1. 主函数中保存主线程ID：pthread_t main_thread = pthread_self();
2. 在simulation_timer_thread末尾调用：pthread_cancel(main_thread);
3. 确保主线程处于可取消状态（默认允许），且scanf、getchar都是标准取消点，主线程会在等待输入时被终止。

方案3：使用_exit()强制终止（应急方案） #

如果exit()因清理流程卡住，可跳过清理直接终止进程，但需确保已手动释放所有资源：

// 在simulation_timer_thread末尾调用
zwolnij_zasoby_kierownik(); // 先手动释放资源
printf(RED "Symulacja zakończona można zakończyć program.\n" RESET);
_exit(EXIT_SUCCESS); // 跳过进程级清理，直接终止

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bartłomiej