为何向pthread_exit()传递void*返回值时一种方式结果异常？

初次学习POSIX线程编程时，测试两种向pthread_exit()传递void*类型返回值的写法，发现仅一种写法可以得到预期结果，复现场景如下。

复现代码 #

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h> 
#include <string.h>

static void *threadFunction(void *arg)
{
  printf("thread1: hello from thread...\n");
  char array_of_chars[] = "goodbye...";
  char *ptr_to_first_element_in_array_of_chars = array_of_chars;
  
  void *exitStatus_ptr;
  exitStatus_ptr = ptr_to_first_element_in_array_of_chars;

  printf("thread1: thread about to die...\n");
  //pthread_exit( exitStatus_ptr ); /** denote as Line 17 **/
  pthread_exit((void *) "goodbye..."); /** denote as Line 18 **/
}
int main(int argc, int *argv[]) //main thread
{

  pthread_t thread1;

  void *targetThread_exitStatus;
  int s; 

  s = pthread_create(&thread1, NULL, threadFunction, NULL); 

  if (s != 0) 
  {
    perror("pthread_create() error...");
  }
  
  s = pthread_join(thread1, &targetThread_exitStatus);
  
  if (s != 0)
  {
    perror("pthread_join() error...");
  }

  printf("main thread: retval from thread is: %s\n", (char*) targetThread_exitStatus);
  printf("main thread: thread about to die...\n");

  pthread_exit(NULL);

} 

复现操作与现象 #

在Linux终端执行编译命令：
gcc code.c -lpthread -o code
编译完成后运行./code，两种写法的运行表现存在明显差异：

• 启用标注为Line18的pthread_exit((void *) "goodbye...");语句、注释Line17时，运行结果符合预期，主线程可正确打印线程返回的字符串"goodbye..."
• 注释Line18、启用标注为Line17的pthread_exit( exitStatus_ptr );语句时，主线程无法打印出正确的返回字符串内容。

这里存在一个明显的疑问：C语言中字符串以字符数组形式存储，数组名会退化为指向首元素的指针，为何两种传参方式仅有一种可得到预期结果？

两种写法的核心差异是传给pthread_exit的指针指向的内存生命周期完全不同，和数组退化规则没有关系。

1. Line18写法生效的原因
   代码中的"goodbye..."是字符串字面量，程序编译时这类内容会被存放到进程的只读数据段，内存生命周期覆盖程序整个运行周期，不会因为线程退出、函数返回被回收或覆写。pthread_exit传递的指针指向这块永久合法的内存，主线程调用pthread_join拿到指针时，内存内容依然完整有效，因此可以正常打印字符串。
2. Line17写法失效的原因
   线程函数内定义的char array_of_chars[] = "goodbye...";是分配在线程栈上的局部数组，内存生命周期仅在threadFunction函数执行期间有效。当线程调用pthread_exit退出、线程函数执行结束后，这块栈内存会被系统回收，后续随时可能被其他操作覆写内容。
   此时传给pthread_exit的exitStatus_ptr是指向已回收栈内存的野指针，主线程拿到指针后读取内存时，原位置存储的字符串早就被破坏，自然无法打印出正确内容。

注意：数组退化为指针仅代表指针的值（内存地址）和数组首元素地址一致，不代表指针指向的内存会一直保持有效。只要指向的内存生命周期结束，无论指针值本身看起来多么“正确”，解引用操作都属于未定义行为，结果不可预期。

线程返回字符串的正确实现方式 #

如果需要通过pthread_exit返回字符串，可以选择以下几种合法写法：

• 直接返回字符串字面量（即Line18的写法，注意不要尝试修改字面量内容，否则会触发段错误）
• 在线程函数内调用malloc从堆上分配内存存储字符串，将堆指针作为返回值传递，主线程拿到指针使用完成后需要调用free释放内存，避免内存泄漏
• 将待返回的内容存储到全局变量、或者主线程通过线程参数传入的合法内存块中，保证这块内存在pthread_join执行完成前不会被释放或覆写

内容的提问来源于stack exchange，提问作者jvwm