threads 1.28
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / ext / threads / threads.pm
1 package threads;
2
3 use 5.008;
4
5 use strict;
6 use warnings;
7
8 our $VERSION = '1.28';
9 my $XS_VERSION = $VERSION;
10 $VERSION = eval $VERSION;
11
12
13 BEGIN {
14     # Verify this Perl supports threads
15     use Config;
16     if (! $Config{useithreads}) {
17         die("This Perl not built to support threads\n");
18     }
19
20     # Declare that we have been loaded
21     $threads::threads = 1;
22
23     # Complain if 'threads' is loaded after 'threads::shared'
24     if ($threads::shared::threads_shared) {
25         warn <<'_MSG_';
26 Warning, threads::shared has already been loaded.  To
27 enable shared variables, 'use threads' must be called
28 before threads::shared or any module that uses it.
29 _MSG_
30    }
31 }
32
33
34 # Load the XS code
35 require XSLoader;
36 XSLoader::load('threads', $XS_VERSION);
37
38
39 ### Export ###
40
41 sub import
42 {
43     my $class = shift;   # Not used
44
45     # Exported subroutines
46     my @EXPORT = qw(async);
47
48     # Handle args
49     while (my $sym = shift) {
50         if ($sym =~ /^stack/) {
51             threads->set_stack_size(shift);
52
53         } elsif ($sym =~ /all/) {
54             push(@EXPORT, qw(yield));
55
56         } else {
57             push(@EXPORT, $sym);
58         }
59     }
60
61     # Export subroutine names
62     my $caller = caller();
63     foreach my $sym (@EXPORT) {
64         no strict 'refs';
65         *{$caller.'::'.$sym} = \&{$sym};
66     }
67
68     # Set stack size via environment variable
69     if (exists($ENV{'PERL5_ITHREADS_STACK_SIZE'})) {
70         threads->set_stack_size($ENV{'PERL5_ITHREADS_STACK_SIZE'});
71     }
72 }
73
74
75 ### Methods, etc. ###
76
77 # 'new' is an alias for 'create'
78 *new = \&create;
79
80 # 'async' is a function alias for the 'threads->create()' method
81 sub async (&;@)
82 {
83     unshift(@_, 'threads');
84     # Use "goto" trick to avoid pad problems from 5.8.1 (fixed in 5.8.2)
85     goto &create;
86 }
87
88 # Thread object equality checking
89 use overload (
90     '==' => \&equal,
91     '!=' => sub { ! equal(@_) },
92     'fallback' => 1
93 );
94
95 1;
96
97 __END__
98
99 =head1 NAME
100
101 threads - Perl interpreter-based threads
102
103 =head1 VERSION
104
105 This document describes threads version 1.28
106
107 =head1 SYNOPSIS
108
109     use threads ('yield', 'stack_size' => 64*4096);
110
111     sub start_thread {
112         my @args = @_;
113         print "Thread started: @args\n";
114     }
115     my $thread = threads->create('start_thread', 'argument');
116     $thread->join();
117
118     threads->create(sub { print("I am a thread\n"); })->join();
119
120     my $thread3 = async { foreach (@files) { ... } };
121     $thread3->join();
122
123     # Invoke thread in list context so it can return a list
124     my ($thr) = threads->create(sub { return (qw/a b c/); });
125     my @results = $thr->join();
126
127     $thread->detach();
128
129     $thread = threads->self();
130     $thread = threads->object($tid);
131
132     $tid = threads->tid();
133     $tid = threads->self->tid();
134     $tid = $thread->tid();
135
136     threads->yield();
137     yield();
138
139     my @threads = threads->list();
140     my $thread_count = threads->list();
141
142     if ($thr1 == $thr2) {
143         ...
144     }
145
146     $stack_size = threads->get_stack_size();
147     $old_size = threads->set_stack_size(32*4096);
148
149     $thr->kill('SIGUSR1');
150
151 =head1 DESCRIPTION
152
153 Perl 5.6 introduced something called interpreter threads.  Interpreter threads
154 are different from I<5005threads> (the thread model of Perl 5.005) by creating
155 a new Perl interpreter per thread, and not sharing any data or state between
156 threads by default.
157
158 Prior to Perl 5.8, this has only been available to people embedding Perl, and
159 for emulating fork() on Windows.
160
161 The I<threads> API is loosely based on the old Thread.pm API. It is very
162 important to note that variables are not shared between threads, all variables
163 are by default thread local.  To use shared variables one must use
164 L<threads::shared>.
165
166 It is also important to note that you must enable threads by doing C<use
167 threads> as early as possible in the script itself, and that it is not
168 possible to enable threading inside an C<eval "">, C<do>, C<require>, or
169 C<use>.  In particular, if you are intending to share variables with
170 L<threads::shared>, you must C<use threads> before you C<use threads::shared>.
171 (C<threads> will emit a warning if you do it the other way around.)
172
173 =over
174
175 =item $thr = threads->create(FUNCTION, ARGS)
176
177 This will create a new thread that will begin execution with the specified
178 entry point function, and give it the I<ARGS> list as parameters.  It will
179 return the corresponding threads object, or C<undef> if thread creation failed.
180
181 I<FUNCTION> may either be the name of a function, an anonymous subroutine, or
182 a code ref.
183
184     my $thr = threads->create('func_name', ...);
185         # or
186     my $thr = threads->create(sub { ... }, ...);
187         # or
188     my $thr = threads->create(\&func, ...);
189
190 The thread may be created in I<list> context, or I<scalar> context as follows:
191
192     # Create thread in list context
193     my ($thr) = threads->create(...);
194
195     # Create thread in scalar context
196     my $thr = threads->create(...);
197
198 This has consequences for the C<-E<gt>join()> method describe below.
199
200 Although a thread may be created in I<void> context, to do so you must
201 I<chain> either the C<-E<gt>join()> or C<-E<gt>detach()> method to the
202 C<-E<gt>create()> call:
203
204     threads->create(...)->join();
205
206 The C<-E<gt>new()> method is an alias for C<-E<gt>create()>.
207
208 =item $thr->join()
209
210 This will wait for the corresponding thread to complete its execution.  When
211 the thread finishes, C<-E<gt>join()> will return the return value(s) of the
212 entry point function.
213
214 The context (void, scalar or list) of the thread creation is also the
215 context for C<-E<gt>join()>.  This means that if you intend to return an array
216 from a thread, you must use C<my ($thr) = threads->create(...)>, and that
217 if you intend to return a scalar, you must use C<my $thr = ...>:
218
219     # Create thread in list context
220     my ($thr1) = threads->create(sub {
221                                     my @results = qw(a b c);
222                                     return (@results);
223                                  };
224     # Retrieve list results from thread
225     my @res1 = $thr1->join();
226
227     # Create thread in scalar context
228     my $thr2 = threads->create(sub {
229                                     my $result = 42;
230                                     return ($result);
231                                  };
232     # Retrieve scalar result from thread
233     my $res2 = $thr2->join();
234
235 If the program exits without all other threads having been either joined or
236 detached, then a warning will be issued. (A program exits either because one
237 of its threads explicitly calls L<exit()|perlfunc/"exit EXPR">, or in the case
238 of the main thread, reaches the end of the main program file.)
239
240 Calling C<-E<gt>join()> or C<-E<gt>detach()> on an already joined thread will
241 cause an error to be thrown.
242
243 =item $thr->detach()
244
245 Makes the thread unjoinable, and causes any eventual return value to be
246 discarded.
247
248 Calling C<-E<gt>join()> or C<-E<gt>detach()> on an already detached thread
249 will cause an error to be thrown.
250
251 =item threads->detach()
252
253 Class method that allows a thread to detach itself.
254
255 =item threads->self()
256
257 Class method that allows a thread to obtain its own I<threads> object.
258
259 =item $thr->tid()
260
261 Returns the ID of the thread.  Thread IDs are unique integers with the main
262 thread in a program being 0, and incrementing by 1 for every thread created.
263
264 =item threads->tid()
265
266 Class method that allows a thread to obtain its own ID.
267
268 =item threads->object($tid)
269
270 This will return the I<threads> object for the I<active> thread associated
271 with the specified thread ID.  Returns C<undef> if there is no thread
272 associated with the TID, if the thread is joined or detached, if no TID is
273 specified or if the specified TID is undef.
274
275 =item threads->yield()
276
277 This is a suggestion to the OS to let this thread yield CPU time to other
278 threads.  What actually happens is highly dependent upon the underlying
279 thread implementation.
280
281 You may do C<use threads qw(yield)>, and then just use C<yield()> in your
282 code.
283
284 =item threads->list()
285
286 In a list context, returns a list of all non-joined, non-detached I<threads>
287 objects.  In a scalar context, returns a count of the same.
288
289 =item $thr1->equal($thr2)
290
291 Tests if two threads objects are the same thread or not.  This is overloaded
292 to the more natural forms:
293
294     if ($thr1 == $thr2) {
295         print("Threads are the same\n");
296     }
297     # or
298     if ($thr1 != $thr2) {
299         print("Threads differ\n");
300     }
301
302 (Thread comparison is based on thread IDs.)
303
304 =item async BLOCK;
305
306 C<async> creates a thread to execute the block immediately following
307 it.  This block is treated as an anonymous subroutine, and so must have a
308 semi-colon after the closing brace.  Like C<threads->create()>, C<async>
309 returns a I<threads> object.
310
311 =item $thr->_handle()
312
313 This I<private> method returns the memory location of the internal thread
314 structure associated with a threads object.  For Win32, this is a pointer to
315 the C<HANDLE> value returned by C<CreateThread> (i.e., C<HANDLE *>); for other
316 platforms, it is a pointer to the C<pthread_t> structure used in the
317 C<pthread_create> call (i.e., C<pthread_t *>).
318
319 This method is of no use for general Perl threads programming.  Its intent is
320 to provide other (XS-based) thread modules with the capability to access, and
321 possibly manipulate, the underlying thread structure associated with a Perl
322 thread.
323
324 =item threads->_handle()
325
326 Class method that allows a thread to obtain its own I<handle>.
327
328 =back
329
330 =head1 THREAD STACK SIZE
331
332 The default per-thread stack size for different platforms varies
333 significantly, and is almost always far more than is needed for most
334 applications.  On Win32, Perl's makefile explicitly sets the default stack to
335 16 MB; on most other platforms, the system default is used, which again may be
336 much larger than is needed.
337
338 By tuning the stack size to more accurately reflect your application's needs,
339 you may significantly reduce your application's memory usage, and increase the
340 number of simultaneously running threads.
341
342 N.B., on Windows, Address space allocation granularity is 64 KB, therefore,
343 setting the stack smaller than that on Win32 Perl will not save any more
344 memory.
345
346 =over
347
348 =item threads->get_stack_size();
349
350 Returns the current default per-thread stack size.  The default is zero, which
351 means the system default stack size is currently in use.
352
353 =item $size = $thr->get_stack_size();
354
355 Returns the stack size for a particular thread.  A return value of zero
356 indicates the system default stack size was used for the thread.
357
358 =item $old_size = threads->set_stack_size($new_size);
359
360 Sets a new default per-thread stack size, and returns the previous setting.
361
362 Some platforms have a minimum thread stack size.  Trying to set the stack size
363 below this value will result in a warning, and the minimum stack size will be
364 used.
365
366 Some Linux platforms have a maximum stack size.  Setting too large of a stack
367 size will cause thread creation to fail.
368
369 If needed, C<$new_size> will be rounded up to the next multiple of the memory
370 page size (usually 4096 or 8192).
371
372 Threads created after the stack size is set will then either call
373 C<pthread_attr_setstacksize()> I<(for pthreads platforms)>, or supply the
374 stack size to C<CreateThread()> I<(for Win32 Perl)>.
375
376 (Obviously, this call does not affect any currently extant threads.)
377
378 =item use threads ('stack_size' => VALUE);
379
380 This sets the default per-thread stack size at the start of the application.
381
382 =item $ENV{'PERL5_ITHREADS_STACK_SIZE'}
383
384 The default per-thread stack size may be set at the start of the application
385 through the use of the environment variable C<PERL5_ITHREADS_STACK_SIZE>:
386
387     PERL5_ITHREADS_STACK_SIZE=1048576
388     export PERL5_ITHREADS_STACK_SIZE
389     perl -e'use threads; print(threads->get_stack_size(), "\n")'
390
391 This value overrides any C<stack_size> parameter given to C<use threads>.  Its
392 primary purpose is to permit setting the per-thread stack size for legacy
393 threaded applications.
394
395 =item threads->create({'stack_size' => VALUE}, FUNCTION, ARGS)
396
397 This change to the thread creation method permits specifying the stack size
398 for an individual thread.
399
400 =item $thr2 = $thr1->create(FUNCTION, ARGS)
401
402 This creates a new thread (C<$thr2>) that inherits the stack size from an
403 existing thread (C<$thr1>).  This is shorthand for the following:
404
405     my $stack_size = $thr1->get_stack_size();
406     my $thr2 = threads->create({'stack_size' => $stack_size}, FUNCTION, ARGS);
407
408 =back
409
410 =head1 THREAD SIGNALLING
411
412 When safe signals is in effect (the default behavior - see L<Unsafe signals>
413 for more details), then signals may be sent and acted upon by individual
414 threads.
415
416 =over 4
417
418 =item $thr->kill('SIG...');
419
420 Sends the specified signal to the thread.  Signal names and (positive) signal
421 numbers are the same as those supported by
422 L<kill()|perlfunc/"kill SIGNAL, LIST">.  For example, 'SIGTERM', 'TERM' and
423 (depending on the OS) 15 are all valid arguments to C<-E<gt>kill()>.
424
425 Returns the thread object to allow for method chaining:
426
427     $thr->kill('SIG...')->join();
428
429 =back
430
431 Signal handlers need to be set up in the threads for the signals they are
432 expected to act upon.  Here's an example for I<cancelling> a thread:
433
434     use threads;
435
436     # Suppress warning message when thread is 'killed'
437     no warnings 'threads';
438
439     sub thr_func
440     {
441         # Thread 'cancellation' signal handler
442         $SIG{'KILL'} = sub { die("Thread killed\n"); };
443
444         ...
445     }
446
447     # Create a thread
448     my $thr = threads->create('thr_func');
449
450     ...
451
452     # Signal the thread to terminate, and then detach
453     # it so that it will get cleaned up automatically
454     $thr->kill('KILL')->detach();
455
456 Here's another simplistic example that illustrates the use of thread
457 signalling in conjunction with a semaphore to provide rudimentary I<suspend>
458 and I<resume> capabilities:
459
460     use threads;
461     use Thread::Semaphore;
462
463     sub thr_func
464     {
465         my $sema = shift;
466
467         # Thread 'suspend/resume' signal handler
468         $SIG{'STOP'} = sub {
469             $sema->down();      # Thread suspended
470             $sema->up();        # Thread resumes
471         };
472
473         ...
474     }
475
476     # Create a semaphore and send it to a thread
477     my $sema = Thread::Semaphore->new();
478     my $thr = threads->create('thr_func', $sema);
479
480     # Suspend the thread
481     $sema->down();
482     $thr->kill('STOP');
483
484     ...
485
486     # Allow the thread to continue
487     $sema->up();
488
489 CAVEAT:  The thread signalling capability provided by this module does not
490 actually send signals via the OS.  It I<emulates> signals at the Perl-level
491 such that signal handlers are called in the appropriate thread.  For example,
492 sending C<$thr-E<gt>kill('STOP')> does not actually suspend a thread (or the
493 whole process), but does cause a C<$SIG{'STOP'}> handler to be called in that
494 thread (as illustrated above).
495
496 As such, signals that would normally not be appropriate to use in the
497 C<kill()> command (e.g., C<kill('KILL', $$)>) are okay to use with the
498 C<-E<gt>kill()> method (again, as illustrated above).
499
500 Correspondingly, sending a signal to a thread does not disrupt the operation
501 the thread is currently working on:  The signal will be acted upon after the
502 current operation has completed.  For instance, if the thread is I<stuck> on
503 an I/O call, sending it a signal will not cause the I/O call to be interrupted
504 such that the signal is acted up immediately.
505
506 =head1 WARNINGS
507
508 =over 4
509
510 =item A thread exited while # other threads were still running
511
512 A thread (not necessarily the main thread) exited while there were still other
513 threads running.  Usually, it's a good idea to first collect the return values
514 of the created threads by joining them, and only then exit from the main
515 thread.
516
517 =item Thread creation failed: pthread_create returned #
518
519 See the appropriate I<man> page for C<pthread_create> to determine the actual
520 cause for the failure.
521
522 =item Thread # terminated abnormally: ...
523
524 A thread terminated in some manner other than just returning from its entry
525 point function.  For example, the thread may have exited via C<die>.
526
527 =item Using minimum thread stack size of #
528
529 Some platforms have a minimum thread stack size.  Trying to set the stack size
530 below this value will result in the above warning, and the stack size will be
531 set to the minimum.
532
533 =item Thread creation failed: pthread_attr_setstacksize(I<SIZE>) returned 22
534
535 The specified I<SIZE> exceeds the system's maximum stack size.  Use a smaller
536 value for the stack size.
537
538 =back
539
540 If needed, thread warnings can be suppressed by using:
541
542     no warnings 'threads';
543
544 in the appropriate scope.
545
546 =head1 ERRORS
547
548 =over 4
549
550 =item This Perl not built to support threads
551
552 The particular copy of Perl that you're trying to use was not built using the
553 C<useithreads> configuration option.
554
555 Having threads support requires all of Perl and all of the XS modules in the
556 Perl installation to be rebuilt; it is not just a question of adding the
557 L<threads> module (i.e., threaded and non-threaded Perls are binary
558 incompatible.)
559
560 =item Cannot change stack size of an existing thread
561
562 The stack size of currently extant threads cannot be changed, therefore, the
563 following results in the above error:
564
565     $thr->set_stack_size($size);
566
567 =item Cannot signal other threads without safe signals
568
569 Safe signals must be in effect to use the C<-E<gt>kill()> signalling method.
570 See L<Unsafe signals> for more details.
571
572 =item Unrecognized signal name: ...
573
574 The particular copy of Perl that you're trying to use does not support the
575 specified signal being used in a C<-E<gt>kill()> call.
576
577 =back
578
579 =head1 BUGS
580
581 =over
582
583 =item Parent-child threads
584
585 On some platforms, it might not be possible to destroy I<parent> threads while
586 there are still existing I<child> threads.
587
588 =item Creating threads inside special blocks
589
590 Creating threads inside C<BEGIN>, C<CHECK> or C<INIT> blocks cannot be relied
591 upon.  Depending on the Perl version and the application code, results may
592 range from success, to (apparently harmless) warnings of leaked scalar or
593 attempts to free unreferenced scalars, all the way up to crashing of the Perl
594 interpreter.
595
596 =item Unsafe signals
597
598 Since Perl 5.8.0, signals have been made safer in Perl by postponing their
599 handling until the interpreter is in a I<safe> state.  See
600 L<perl58delta/"Safe Signals"> and L<perlipc/"Deferred Signals (Safe Signals)">
601 for more details.
602
603 Safe signals is the default behavior, and the old, immediate, unsafe
604 signalling behavior is only in effect in the following situations:
605
606 =over 4
607
608 =item * Perl was been built with C<PERL_OLD_SIGNALS> (see C<perl -V>).
609
610 =item * The environment variable C<PERL_SIGNALS> is set to C<unsafe> (see L<perlrun/"PERL_SIGNALS">).
611
612 =item * The module L<Perl::Unsafe::Signals> is used.
613
614 =back
615
616 If unsafe signals is in effect, then signal handling is not thread-safe, and
617 the C<-E<gt>kill()> signalling method cannot be used.
618
619 =item Returning closures from threads
620
621 Returning closures from threads cannot be relied upon.  Depending of the Perl
622 version and the application code, results may range from success, to
623 (apparently harmless) warnings of leaked scalar, all the way up to crashing of
624 the Perl interpreter.
625
626 =item Perl Bugs and the CPAN Version of L<threads>
627
628 Support for threads extents beyond the code in this module (i.e.,
629 F<threads.pm> and F<threads.xs>), and into the Perl iterpreter itself.  Older
630 versions of Perl contain bugs that may manifest themselves despite using the
631 latest version of L<threads> from CPAN.  There is no workaround for this other
632 than upgrading to the lastest version of Perl.
633
634 (Before you consider posting a bug report, please consult, and possibly post a
635 message to the discussion forum to see if what you've encountered is a known
636 problem.)
637
638 =back
639
640 =head1 REQUIREMENTS
641
642 Perl 5.8.0 or later
643
644 =head1 SEE ALSO
645
646 L<threads> Discussion Forum on CPAN:
647 L<http://www.cpanforum.com/dist/threads>
648
649 Annotated POD for L<threads>:
650 L<http://annocpan.org/~JDHEDDEN/threads-1.28/shared.pm>
651
652 L<threads::shared>, L<perlthrtut>
653
654 L<http://www.perl.com/pub/a/2002/06/11/threads.html> and
655 L<http://www.perl.com/pub/a/2002/09/04/threads.html>
656
657 Perl threads mailing list:
658 L<http://lists.cpan.org/showlist.cgi?name=iThreads>
659
660 Stack size discussion:
661 L<http://www.perlmonks.org/?node_id=532956>
662
663 =head1 AUTHOR
664
665 Artur Bergman E<lt>sky AT crucially DOT netE<gt>
666
667 threads is released under the same license as Perl.
668
669 CPAN version produced by Jerry D. Hedden <jdhedden AT cpan DOT org>
670
671 =head1 ACKNOWLEDGEMENTS
672
673 Richard Soderberg E<lt>perl AT crystalflame DOT netE<gt> -
674 Helping me out tons, trying to find reasons for races and other weird bugs!
675
676 Simon Cozens E<lt>simon AT brecon DOT co DOT ukE<gt> -
677 Being there to answer zillions of annoying questions
678
679 Rocco Caputo E<lt>troc AT netrus DOT netE<gt>
680
681 Vipul Ved Prakash E<lt>mail AT vipul DOT netE<gt> -
682 Helping with debugging
683
684 Dean Arnold E<lt>darnold AT presicient DOT comE<gt> -
685 Stack size API
686
687 =cut