Linux下如何触发事件以跳出线程终止时的select/poll/epoll循环

Linux 没有为线程提供类似进程SIGCHLD的原生终止信号，不过有和pidfd同源的线程监控机制，结合其他兼容方案可以满足直接监控线程终止、触发IO多路复用事件的需求：

1. 原生内核方案（Linux 5.2+ 推荐，最贴合需求） #

内核从5.2版本开始扩展了pidfd_open()的能力，支持直接监听线程终止，逻辑和进程pidfd完全一致：

• 获取你要监控的目标线程的TID：目标线程内可以调用gettid()获取，或者主线程通过pthread_gettid_np(pthread_t)从线程句柄转换得到
• 调用pidfd_open(目标TID, PIDFD_NONBLOCK)得到非阻塞的线程fd（也叫tidfd）
• 将这个fd加入select/poll/epoll的监听集合，监听POLLIN事件
• 目标线程终止时，tidfd会立即触发可读事件，你可以直接跳出IO多路复用循环

注意：只要你持有未关闭的tidfd，对应线程的内核结构就不会被释放，TID不会被复用，不存在监控错位的问题。使用完毕后要主动close tidfd释放内核资源。

2. 低版本内核兼容方案 #

如果内核版本低于5.2无法使用tidfd，可以用以下两种稳定方案实现：

方案A：signalfd监听自定义实时信号 #

• 提前在进程所有线程的信号掩码中阻塞一个未被占用的实时信号（例如SIGRTMIN+1），避免信号被默认处理逻辑丢弃
• 调用signalfd()创建对应信号的监听fd，将其加入IO多路复用的监听集合
• 通过pthread_cleanup_push()给目标线程注册退出清理回调，线程终止时回调内调用pthread_kill(pthread_self(), SIGRTMIN+1)发送指定实时信号
• 信号触发后signalfd会产生可读事件，即可感知线程终止

方案B：eventfd/匿名管道监听（兼容性最好） #

• 提前创建非阻塞的eventfd或者匿名管道，将读端加入IO多路复用的监听集合
• 给目标线程注册退出清理回调，线程终止时往eventfd写入1个8字节数值，或者往管道写端写入1个占位字节
• 监听端收到可读事件即可感知线程终止，该方案支持所有主流Linux内核版本

内容的提问来源于stack exchange，提问作者doron