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[rust.git] / src / libstd / thread / mod.rs
1 // Copyright 2014 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! Native threads.
12 //!
13 //! ## The threading model
14 //!
15 //! An executing Rust program consists of a collection of native OS threads,
16 //! each with their own stack and local state. Threads can be named, and
17 //! provide some built-in support for low-level synchronization.
18 //!
19 //! Communication between threads can be done through
20 //! [channels](../../std/sync/mpsc/index.html), Rust's message-passing
21 //! types, along with [other forms of thread
22 //! synchronization](../../std/sync/index.html) and shared-memory data
23 //! structures. In particular, types that are guaranteed to be
24 //! threadsafe are easily shared between threads using the
25 //! atomically-reference-counted container,
26 //! [`Arc`](../../std/sync/struct.Arc.html).
27 //!
28 //! Fatal logic errors in Rust cause *thread panic*, during which
29 //! a thread will unwind the stack, running destructors and freeing
30 //! owned resources. Thread panic is unrecoverable from within
31 //! the panicking thread (i.e. there is no 'try/catch' in Rust), but
32 //! the panic may optionally be detected from a different thread. If
33 //! the main thread panics, the application will exit with a non-zero
34 //! exit code.
35 //!
36 //! When the main thread of a Rust program terminates, the entire program shuts
37 //! down, even if other threads are still running. However, this module provides
38 //! convenient facilities for automatically waiting for the termination of a
39 //! child thread (i.e., join).
40 //!
41 //! ## Spawning a thread
42 //!
43 //! A new thread can be spawned using the `thread::spawn` function:
44 //!
45 //! ```rust
46 //! use std::thread;
47 //!
48 //! thread::spawn(move || {
49 //!     // some work here
50 //! });
51 //! ```
52 //!
53 //! In this example, the spawned thread is "detached" from the current
54 //! thread. This means that it can outlive its parent (the thread that spawned
55 //! it), unless this parent is the main thread.
56 //!
57 //! The parent thread can also wait on the completion of the child
58 //! thread; a call to `spawn` produces a `JoinHandle`, which provides
59 //! a `join` method for waiting:
60 //!
61 //! ```rust
62 //! use std::thread;
63 //!
64 //! let child = thread::spawn(move || {
65 //!     // some work here
66 //! });
67 //! // some work here
68 //! let res = child.join();
69 //! ```
70 //!
71 //! The `join` method returns a `Result` containing `Ok` of the final
72 //! value produced by the child thread, or `Err` of the value given to
73 //! a call to `panic!` if the child panicked.
74 //!
75 //! ## Configuring threads
76 //!
77 //! A new thread can be configured before it is spawned via the `Builder` type,
78 //! which currently allows you to set the name and stack size for the child thread:
79 //!
80 //! ```rust
81 //! # #![allow(unused_must_use)]
82 //! use std::thread;
83 //!
84 //! thread::Builder::new().name("child1".to_string()).spawn(move || {
85 //!     println!("Hello, world!");
86 //! });
87 //! ```
88 //!
89 //! ## The `Thread` type
90 //!
91 //! Threads are represented via the `Thread` type, which you can get in one of
92 //! two ways:
93 //!
94 //! * By spawning a new thread, e.g. using the `thread::spawn` function, and
95 //!   calling `thread()` on the `JoinHandle`.
96 //! * By requesting the current thread, using the `thread::current` function.
97 //!
98 //! The `thread::current()` function is available even for threads not spawned
99 //! by the APIs of this module.
100 //!
101 //! ## Blocking support: park and unpark
102 //!
103 //! Every thread is equipped with some basic low-level blocking support, via the
104 //! `thread::park()` function and `thread::Thread::unpark()` method. `park()`
105 //! blocks the current thread, which can then be resumed from another thread by
106 //! calling the `unpark()` method on the blocked thread's handle.
107 //!
108 //! Conceptually, each `Thread` handle has an associated token, which is
109 //! initially not present:
110 //!
111 //! * The `thread::park()` function blocks the current thread unless or until
112 //!   the token is available for its thread handle, at which point it atomically
113 //!   consumes the token. It may also return *spuriously*, without consuming the
114 //!   token. `thread::park_timeout()` does the same, but allows specifying a
115 //!   maximum time to block the thread for.
116 //!
117 //! * The `unpark()` method on a `Thread` atomically makes the token available
118 //!   if it wasn't already.
119 //!
120 //! In other words, each `Thread` acts a bit like a semaphore with initial count
121 //! 0, except that the semaphore is *saturating* (the count cannot go above 1),
122 //! and can return spuriously.
123 //!
124 //! The API is typically used by acquiring a handle to the current thread,
125 //! placing that handle in a shared data structure so that other threads can
126 //! find it, and then `park`ing. When some desired condition is met, another
127 //! thread calls `unpark` on the handle.
128 //!
129 //! The motivation for this design is twofold:
130 //!
131 //! * It avoids the need to allocate mutexes and condvars when building new
132 //!   synchronization primitives; the threads already provide basic blocking/signaling.
133 //!
134 //! * It can be implemented very efficiently on many platforms.
135 //!
136 //! ## Thread-local storage
137 //!
138 //! This module also provides an implementation of thread-local storage for Rust
139 //! programs. Thread-local storage is a method of storing data into a global
140 //! variable that each thread in the program will have its own copy of.
141 //! Threads do not share this data, so accesses do not need to be synchronized.
142 //!
143 //! A thread-local key owns the value it contains and will destroy the value when the
144 //! thread exits. It is created with the [`thread_local!`] macro and can contain any
145 //! value that is `'static` (no borrowed pointers). It provides an accessor function,
146 //! [`with`], that yields a shared reference to the value to the specified
147 //! closure. Thread-local keys allow only shared access to values, as there would be no
148 //! way to guarantee uniqueness if mutable borrows were allowed. Most values
149 //! will want to make use of some form of **interior mutability** through the
150 //! [`Cell`] or [`RefCell`] types.
151 //!
152 //! [`Cell`]: ../cell/struct.Cell.html
153 //! [`RefCell`]: ../cell/struct.RefCell.html
154 //! [`thread_local!`]: ../macro.thread_local.html
155 //! [`with`]: struct.LocalKey.html#method.with
156
157 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
158
159 use any::Any;
160 use cell::UnsafeCell;
161 use ffi::{CStr, CString};
162 use fmt;
163 use io;
164 use panic;
165 use panicking;
166 use str;
167 use sync::{Mutex, Condvar, Arc};
168 use sys::thread as imp;
169 use sys_common::thread_info;
170 use sys_common::util;
171 use sys_common::{AsInner, IntoInner};
172 use time::Duration;
173
174 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
175 // Thread-local storage
176 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
177
178 #[macro_use] mod local;
179
180 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
181 pub use self::local::{LocalKey, LocalKeyState};
182
183 #[unstable(feature = "libstd_thread_internals", issue = "0")]
184 #[cfg(target_thread_local)]
185 #[doc(hidden)] pub use self::local::elf::Key as __ElfLocalKeyInner;
186 #[unstable(feature = "libstd_thread_internals", issue = "0")]
187 #[doc(hidden)] pub use self::local::os::Key as __OsLocalKeyInner;
188
189 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
190 // Builder
191 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
192
193 /// Thread configuration. Provides detailed control over the properties
194 /// and behavior of new threads.
195 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
196 pub struct Builder {
197     // A name for the thread-to-be, for identification in panic messages
198     name: Option<String>,
199     // The size of the stack for the spawned thread
200     stack_size: Option<usize>,
201 }
202
203 impl Builder {
204     /// Generates the base configuration for spawning a thread, from which
205     /// configuration methods can be chained.
206     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
207     pub fn new() -> Builder {
208         Builder {
209             name: None,
210             stack_size: None,
211         }
212     }
213
214     /// Names the thread-to-be. Currently the name is used for identification
215     /// only in panic messages.
216     ///
217     /// # Examples
218     ///
219     /// ```rust
220     /// use std::thread;
221     ///
222     /// let builder = thread::Builder::new()
223     ///     .name("foo".into());
224     ///
225     /// let handler = builder.spawn(|| {
226     ///     assert_eq!(thread::current().name(), Some("foo"))
227     /// }).unwrap();
228     ///
229     /// handler.join().unwrap();
230     /// ```
231     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
232     pub fn name(mut self, name: String) -> Builder {
233         self.name = Some(name);
234         self
235     }
236
237     /// Sets the size of the stack for the new thread.
238     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
239     pub fn stack_size(mut self, size: usize) -> Builder {
240         self.stack_size = Some(size);
241         self
242     }
243
244     /// Spawns a new thread, and returns a join handle for it.
245     ///
246     /// The child thread may outlive the parent (unless the parent thread
247     /// is the main thread; the whole process is terminated when the main
248     /// thread finishes). The join handle can be used to block on
249     /// termination of the child thread, including recovering its panics.
250     ///
251     /// # Errors
252     ///
253     /// Unlike the `spawn` free function, this method yields an
254     /// `io::Result` to capture any failure to create the thread at
255     /// the OS level.
256     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
257     pub fn spawn<F, T>(self, f: F) -> io::Result<JoinHandle<T>> where
258         F: FnOnce() -> T, F: Send + 'static, T: Send + 'static
259     {
260         let Builder { name, stack_size } = self;
261
262         let stack_size = stack_size.unwrap_or(util::min_stack());
263
264         let my_thread = Thread::new(name);
265         let their_thread = my_thread.clone();
266
267         let my_packet : Arc<UnsafeCell<Option<Result<T>>>>
268             = Arc::new(UnsafeCell::new(None));
269         let their_packet = my_packet.clone();
270
271         let main = move || {
272             if let Some(name) = their_thread.cname() {
273                 imp::Thread::set_name(name);
274             }
275             unsafe {
276                 thread_info::set(imp::guard::current(), their_thread);
277                 let try_result = panic::catch_unwind(panic::AssertUnwindSafe(f));
278                 *their_packet.get() = Some(try_result);
279             }
280         };
281
282         Ok(JoinHandle(JoinInner {
283             native: unsafe {
284                 Some(imp::Thread::new(stack_size, Box::new(main))?)
285             },
286             thread: my_thread,
287             packet: Packet(my_packet),
288         }))
289     }
290 }
291
292 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
293 // Free functions
294 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
295
296 /// Spawns a new thread, returning a `JoinHandle` for it.
297 ///
298 /// The join handle will implicitly *detach* the child thread upon being
299 /// dropped. In this case, the child thread may outlive the parent (unless
300 /// the parent thread is the main thread; the whole process is terminated when
301 /// the main thread finishes.) Additionally, the join handle provides a `join`
302 /// method that can be used to join the child thread. If the child thread
303 /// panics, `join` will return an `Err` containing the argument given to
304 /// `panic`.
305 ///
306 /// # Panics
307 ///
308 /// Panics if the OS fails to create a thread; use `Builder::spawn`
309 /// to recover from such errors.
310 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
311 pub fn spawn<F, T>(f: F) -> JoinHandle<T> where
312     F: FnOnce() -> T, F: Send + 'static, T: Send + 'static
313 {
314     Builder::new().spawn(f).unwrap()
315 }
316
317 /// Gets a handle to the thread that invokes it.
318 ///
319 /// #Examples
320 ///
321 /// Getting a handle to the current thread with `thread::current()`:
322 ///
323 /// ```
324 /// use std::thread;
325 ///
326 /// let handler = thread::Builder::new()
327 ///     .name("named thread".into())
328 ///     .spawn(|| {
329 ///         let handle = thread::current();
330 ///         assert_eq!(handle.name(), Some("named thread"));
331 ///     })
332 ///     .unwrap();
333 ///
334 /// handler.join().unwrap();
335 /// ```
336 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
337 pub fn current() -> Thread {
338     thread_info::current_thread().expect("use of std::thread::current() is not \
339                                           possible after the thread's local \
340                                           data has been destroyed")
341 }
342
343 /// Cooperatively gives up a timeslice to the OS scheduler.
344 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
345 pub fn yield_now() {
346     imp::Thread::yield_now()
347 }
348
349 /// Determines whether the current thread is unwinding because of panic.
350 ///
351 /// # Examples
352 ///
353 /// ```rust,should_panic
354 /// use std::thread;
355 ///
356 /// struct SomeStruct;
357 ///
358 /// impl Drop for SomeStruct {
359 ///     fn drop(&mut self) {
360 ///         if thread::panicking() {
361 ///             println!("dropped while unwinding");
362 ///         } else {
363 ///             println!("dropped while not unwinding");
364 ///         }
365 ///     }
366 /// }
367 ///
368 /// {
369 ///     print!("a: ");
370 ///     let a = SomeStruct;
371 /// }
372 ///
373 /// {
374 ///     print!("b: ");
375 ///     let b = SomeStruct;
376 ///     panic!()
377 /// }
378 /// ```
379 #[inline]
380 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
381 pub fn panicking() -> bool {
382     panicking::panicking()
383 }
384
385 /// Puts the current thread to sleep for the specified amount of time.
386 ///
387 /// The thread may sleep longer than the duration specified due to scheduling
388 /// specifics or platform-dependent functionality. Note that on unix platforms
389 /// this function will not return early due to a signal being received or a
390 /// spurious wakeup.
391 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
392 #[rustc_deprecated(since = "1.6.0", reason = "replaced by `std::thread::sleep`")]
393 pub fn sleep_ms(ms: u32) {
394     sleep(Duration::from_millis(ms as u64))
395 }
396
397 /// Puts the current thread to sleep for the specified amount of time.
398 ///
399 /// The thread may sleep longer than the duration specified due to scheduling
400 /// specifics or platform-dependent functionality.
401 ///
402 /// # Platform behavior
403 ///
404 /// On Unix platforms this function will not return early due to a
405 /// signal being received or a spurious wakeup. Platforms which do not support
406 /// nanosecond precision for sleeping will have `dur` rounded up to the nearest
407 /// granularity of time they can sleep for.
408 ///
409 /// # Examples
410 ///
411 /// ```rust,no_run
412 /// use std::{thread, time};
413 ///
414 /// let ten_millis = time::Duration::from_millis(10);
415 /// let now = time::Instant::now();
416 ///
417 /// thread::sleep(ten_millis);
418 ///
419 /// assert!(now.elapsed() >= ten_millis);
420 /// ```
421 #[stable(feature = "thread_sleep", since = "1.4.0")]
422 pub fn sleep(dur: Duration) {
423     imp::Thread::sleep(dur)
424 }
425
426 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available.
427 ///
428 /// Every thread is equipped with some basic low-level blocking support, via
429 /// the `park()` function and the [`unpark()`][unpark] method. These can be
430 /// used as a more CPU-efficient implementation of a spinlock.
431 ///
432 /// [unpark]: struct.Thread.html#method.unpark
433 ///
434 /// The API is typically used by acquiring a handle to the current thread,
435 /// placing that handle in a shared data structure so that other threads can
436 /// find it, and then parking (in a loop with a check for the token actually
437 /// being acquired).
438 ///
439 /// A call to `park` does not guarantee that the thread will remain parked
440 /// forever, and callers should be prepared for this possibility.
441 ///
442 /// See the [module documentation][thread] for more detail.
443 ///
444 /// [thread]: index.html
445 //
446 // The implementation currently uses the trivial strategy of a Mutex+Condvar
447 // with wakeup flag, which does not actually allow spurious wakeups. In the
448 // future, this will be implemented in a more efficient way, perhaps along the lines of
449 //   http://cr.openjdk.java.net/~stefank/6989984.1/raw_files/new/src/os/linux/vm/os_linux.cpp
450 // or futuxes, and in either case may allow spurious wakeups.
451 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
452 pub fn park() {
453     let thread = current();
454     let mut guard = thread.inner.lock.lock().unwrap();
455     while !*guard {
456         guard = thread.inner.cvar.wait(guard).unwrap();
457     }
458     *guard = false;
459 }
460
461 /// Use [park_timeout].
462 ///
463 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available or
464 /// the specified duration has been reached (may wake spuriously).
465 ///
466 /// The semantics of this function are equivalent to `park()` except that the
467 /// thread will be blocked for roughly no longer than `ms`. This method
468 /// should not be used for precise timing due to anomalies such as
469 /// preemption or platform differences that may not cause the maximum
470 /// amount of time waited to be precisely `ms` long.
471 ///
472 /// See the [module documentation][thread] for more detail.
473 ///
474 /// [thread]: index.html
475 /// [park_timeout]: fn.park_timeout.html
476 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
477 #[rustc_deprecated(since = "1.6.0", reason = "replaced by `std::thread::park_timeout`")]
478 pub fn park_timeout_ms(ms: u32) {
479     park_timeout(Duration::from_millis(ms as u64))
480 }
481
482 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available or
483 /// the specified duration has been reached (may wake spuriously).
484 ///
485 /// The semantics of this function are equivalent to `park()` except that the
486 /// thread will be blocked for roughly no longer than `dur`. This method
487 /// should not be used for precise timing due to anomalies such as
488 /// preemption or platform differences that may not cause the maximum
489 /// amount of time waited to be precisely `dur` long.
490 ///
491 /// See the module doc for more detail.
492 ///
493 /// # Platform behavior
494 ///
495 /// Platforms which do not support nanosecond precision for sleeping will have
496 /// `dur` rounded up to the nearest granularity of time they can sleep for.
497 ///
498 /// # Example
499 ///
500 /// Waiting for the complete expiration of the timeout:
501 ///
502 /// ```rust,no_run
503 /// use std::thread::park_timeout;
504 /// use std::time::{Instant, Duration};
505 ///
506 /// let timeout = Duration::from_secs(2);
507 /// let beginning_park = Instant::now();
508 /// park_timeout(timeout);
509 ///
510 /// while beginning_park.elapsed() < timeout {
511 ///     println!("restarting park_timeout after {:?}", beginning_park.elapsed());
512 ///     let timeout = timeout - beginning_park.elapsed();
513 ///     park_timeout(timeout);
514 /// }
515 /// ```
516 #[stable(feature = "park_timeout", since = "1.4.0")]
517 pub fn park_timeout(dur: Duration) {
518     let thread = current();
519     let mut guard = thread.inner.lock.lock().unwrap();
520     if !*guard {
521         let (g, _) = thread.inner.cvar.wait_timeout(guard, dur).unwrap();
522         guard = g;
523     }
524     *guard = false;
525 }
526
527 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
528 // Thread
529 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
530
531 /// The internal representation of a `Thread` handle
532 struct Inner {
533     name: Option<CString>,      // Guaranteed to be UTF-8
534     lock: Mutex<bool>,          // true when there is a buffered unpark
535     cvar: Condvar,
536 }
537
538 #[derive(Clone)]
539 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
540 /// A handle to a thread.
541 pub struct Thread {
542     inner: Arc<Inner>,
543 }
544
545 impl Thread {
546     // Used only internally to construct a thread object without spawning
547     fn new(name: Option<String>) -> Thread {
548         let cname = name.map(|n| {
549             CString::new(n).expect("thread name may not contain interior null bytes")
550         });
551         Thread {
552             inner: Arc::new(Inner {
553                 name: cname,
554                 lock: Mutex::new(false),
555                 cvar: Condvar::new(),
556             })
557         }
558     }
559
560     /// Atomically makes the handle's token available if it is not already.
561     ///
562     /// See the module doc for more detail.
563     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
564     pub fn unpark(&self) {
565         let mut guard = self.inner.lock.lock().unwrap();
566         if !*guard {
567             *guard = true;
568             self.inner.cvar.notify_one();
569         }
570     }
571
572     /// Gets the thread's name.
573     ///
574     /// # Examples
575     ///
576     /// Threads by default have no name specified:
577     ///
578     /// ```
579     /// use std::thread;
580     ///
581     /// let builder = thread::Builder::new();
582     ///
583     /// let handler = builder.spawn(|| {
584     ///     assert!(thread::current().name().is_none());
585     /// }).unwrap();
586     ///
587     /// handler.join().unwrap();
588     /// ```
589     ///
590     /// Thread with a specified name:
591     ///
592     /// ```
593     /// use std::thread;
594     ///
595     /// let builder = thread::Builder::new()
596     ///     .name("foo".into());
597     ///
598     /// let handler = builder.spawn(|| {
599     ///     assert_eq!(thread::current().name(), Some("foo"))
600     /// }).unwrap();
601     ///
602     /// handler.join().unwrap();
603     /// ```
604     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
605     pub fn name(&self) -> Option<&str> {
606         self.cname().map(|s| unsafe { str::from_utf8_unchecked(s.to_bytes()) } )
607     }
608
609     fn cname(&self) -> Option<&CStr> {
610         self.inner.name.as_ref().map(|s| &**s)
611     }
612 }
613
614 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
615 impl fmt::Debug for Thread {
616     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
617         fmt::Debug::fmt(&self.name(), f)
618     }
619 }
620
621 // a hack to get around privacy restrictions
622 impl thread_info::NewThread for Thread {
623     fn new(name: Option<String>) -> Thread { Thread::new(name) }
624 }
625
626 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
627 // JoinHandle
628 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
629
630 /// Indicates the manner in which a thread exited.
631 ///
632 /// A thread that completes without panicking is considered to exit successfully.
633 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
634 pub type Result<T> = ::result::Result<T, Box<Any + Send + 'static>>;
635
636 // This packet is used to communicate the return value between the child thread
637 // and the parent thread. Memory is shared through the `Arc` within and there's
638 // no need for a mutex here because synchronization happens with `join()` (the
639 // parent thread never reads this packet until the child has exited).
640 //
641 // This packet itself is then stored into a `JoinInner` which in turns is placed
642 // in `JoinHandle` and `JoinGuard`. Due to the usage of `UnsafeCell` we need to
643 // manually worry about impls like Send and Sync. The type `T` should
644 // already always be Send (otherwise the thread could not have been created) and
645 // this type is inherently Sync because no methods take &self. Regardless,
646 // however, we add inheriting impls for Send/Sync to this type to ensure it's
647 // Send/Sync and that future modifications will still appropriately classify it.
648 struct Packet<T>(Arc<UnsafeCell<Option<Result<T>>>>);
649
650 unsafe impl<T: Send> Send for Packet<T> {}
651 unsafe impl<T: Sync> Sync for Packet<T> {}
652
653 /// Inner representation for JoinHandle
654 struct JoinInner<T> {
655     native: Option<imp::Thread>,
656     thread: Thread,
657     packet: Packet<T>,
658 }
659
660 impl<T> JoinInner<T> {
661     fn join(&mut self) -> Result<T> {
662         self.native.take().unwrap().join();
663         unsafe {
664             (*self.packet.0.get()).take().unwrap()
665         }
666     }
667 }
668
669 /// An owned permission to join on a thread (block on its termination).
670 ///
671 /// A `JoinHandle` *detaches* the child thread when it is dropped.
672 ///
673 /// Due to platform restrictions, it is not possible to `Clone` this
674 /// handle: the ability to join a child thread is a uniquely-owned
675 /// permission.
676 ///
677 /// This `struct` is created by the [`thread::spawn`] function and the
678 /// [`thread::Builder::spawn`] method.
679 ///
680 /// # Examples
681 ///
682 /// Creation from [`thread::spawn`]:
683 ///
684 /// ```rust
685 /// use std::thread;
686 ///
687 /// let join_handle: thread::JoinHandle<_> = thread::spawn(|| {
688 ///     // some work here
689 /// });
690 /// ```
691 ///
692 /// Creation from [`thread::Builder::spawn`]:
693 ///
694 /// ```rust
695 /// use std::thread;
696 ///
697 /// let builder = thread::Builder::new();
698 ///
699 /// let join_handle: thread::JoinHandle<_> = builder.spawn(|| {
700 ///     // some work here
701 /// }).unwrap();
702 /// ```
703 ///
704 /// [`thread::spawn`]: fn.spawn.html
705 /// [`thread::Builder::spawn`]: struct.Builder.html#method.spawn
706 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
707 pub struct JoinHandle<T>(JoinInner<T>);
708
709 impl<T> JoinHandle<T> {
710     /// Extracts a handle to the underlying thread
711     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
712     pub fn thread(&self) -> &Thread {
713         &self.0.thread
714     }
715
716     /// Waits for the associated thread to finish.
717     ///
718     /// If the child thread panics, `Err` is returned with the parameter given
719     /// to `panic`.
720     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
721     pub fn join(mut self) -> Result<T> {
722         self.0.join()
723     }
724 }
725
726 impl<T> AsInner<imp::Thread> for JoinHandle<T> {
727     fn as_inner(&self) -> &imp::Thread { self.0.native.as_ref().unwrap() }
728 }
729
730 impl<T> IntoInner<imp::Thread> for JoinHandle<T> {
731     fn into_inner(self) -> imp::Thread { self.0.native.unwrap() }
732 }
733
734 fn _assert_sync_and_send() {
735     fn _assert_both<T: Send + Sync>() {}
736     _assert_both::<JoinHandle<()>>();
737     _assert_both::<Thread>();
738 }
739
740 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
741 // Tests
742 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
743
744 #[cfg(all(test, not(target_os = "emscripten")))]
745 mod tests {
746     use any::Any;
747     use sync::mpsc::{channel, Sender};
748     use result;
749     use super::{Builder};
750     use thread;
751     use time::Duration;
752     use u32;
753
754     // !!! These tests are dangerous. If something is buggy, they will hang, !!!
755     // !!! instead of exiting cleanly. This might wedge the buildbots.       !!!
756
757     #[test]
758     fn test_unnamed_thread() {
759         thread::spawn(move|| {
760             assert!(thread::current().name().is_none());
761         }).join().ok().unwrap();
762     }
763
764     #[test]
765     fn test_named_thread() {
766         Builder::new().name("ada lovelace".to_string()).spawn(move|| {
767             assert!(thread::current().name().unwrap() == "ada lovelace".to_string());
768         }).unwrap().join().unwrap();
769     }
770
771     #[test]
772     #[should_panic]
773     fn test_invalid_named_thread() {
774         let _ = Builder::new().name("ada l\0velace".to_string()).spawn(|| {});
775     }
776
777     #[test]
778     fn test_run_basic() {
779         let (tx, rx) = channel();
780         thread::spawn(move|| {
781             tx.send(()).unwrap();
782         });
783         rx.recv().unwrap();
784     }
785
786     #[test]
787     fn test_join_panic() {
788         match thread::spawn(move|| {
789             panic!()
790         }).join() {
791             result::Result::Err(_) => (),
792             result::Result::Ok(()) => panic!()
793         }
794     }
795
796     #[test]
797     fn test_spawn_sched() {
798         let (tx, rx) = channel();
799
800         fn f(i: i32, tx: Sender<()>) {
801             let tx = tx.clone();
802             thread::spawn(move|| {
803                 if i == 0 {
804                     tx.send(()).unwrap();
805                 } else {
806                     f(i - 1, tx);
807                 }
808             });
809
810         }
811         f(10, tx);
812         rx.recv().unwrap();
813     }
814
815     #[test]
816     fn test_spawn_sched_childs_on_default_sched() {
817         let (tx, rx) = channel();
818
819         thread::spawn(move|| {
820             thread::spawn(move|| {
821                 tx.send(()).unwrap();
822             });
823         });
824
825         rx.recv().unwrap();
826     }
827
828     fn avoid_copying_the_body<F>(spawnfn: F) where F: FnOnce(Box<Fn() + Send>) {
829         let (tx, rx) = channel();
830
831         let x: Box<_> = box 1;
832         let x_in_parent = (&*x) as *const i32 as usize;
833
834         spawnfn(Box::new(move|| {
835             let x_in_child = (&*x) as *const i32 as usize;
836             tx.send(x_in_child).unwrap();
837         }));
838
839         let x_in_child = rx.recv().unwrap();
840         assert_eq!(x_in_parent, x_in_child);
841     }
842
843     #[test]
844     fn test_avoid_copying_the_body_spawn() {
845         avoid_copying_the_body(|v| {
846             thread::spawn(move || v());
847         });
848     }
849
850     #[test]
851     fn test_avoid_copying_the_body_thread_spawn() {
852         avoid_copying_the_body(|f| {
853             thread::spawn(move|| {
854                 f();
855             });
856         })
857     }
858
859     #[test]
860     fn test_avoid_copying_the_body_join() {
861         avoid_copying_the_body(|f| {
862             let _ = thread::spawn(move|| {
863                 f()
864             }).join();
865         })
866     }
867
868     #[test]
869     fn test_child_doesnt_ref_parent() {
870         // If the child refcounts the parent thread, this will stack overflow when
871         // climbing the thread tree to dereference each ancestor. (See #1789)
872         // (well, it would if the constant were 8000+ - I lowered it to be more
873         // valgrind-friendly. try this at home, instead..!)
874         const GENERATIONS: u32 = 16;
875         fn child_no(x: u32) -> Box<Fn() + Send> {
876             return Box::new(move|| {
877                 if x < GENERATIONS {
878                     thread::spawn(move|| child_no(x+1)());
879                 }
880             });
881         }
882         thread::spawn(|| child_no(0)());
883     }
884
885     #[test]
886     fn test_simple_newsched_spawn() {
887         thread::spawn(move || {});
888     }
889
890     #[test]
891     fn test_try_panic_message_static_str() {
892         match thread::spawn(move|| {
893             panic!("static string");
894         }).join() {
895             Err(e) => {
896                 type T = &'static str;
897                 assert!(e.is::<T>());
898                 assert_eq!(*e.downcast::<T>().unwrap(), "static string");
899             }
900             Ok(()) => panic!()
901         }
902     }
903
904     #[test]
905     fn test_try_panic_message_owned_str() {
906         match thread::spawn(move|| {
907             panic!("owned string".to_string());
908         }).join() {
909             Err(e) => {
910                 type T = String;
911                 assert!(e.is::<T>());
912                 assert_eq!(*e.downcast::<T>().unwrap(), "owned string".to_string());
913             }
914             Ok(()) => panic!()
915         }
916     }
917
918     #[test]
919     fn test_try_panic_message_any() {
920         match thread::spawn(move|| {
921             panic!(box 413u16 as Box<Any + Send>);
922         }).join() {
923             Err(e) => {
924                 type T = Box<Any + Send>;
925                 assert!(e.is::<T>());
926                 let any = e.downcast::<T>().unwrap();
927                 assert!(any.is::<u16>());
928                 assert_eq!(*any.downcast::<u16>().unwrap(), 413);
929             }
930             Ok(()) => panic!()
931         }
932     }
933
934     #[test]
935     fn test_try_panic_message_unit_struct() {
936         struct Juju;
937
938         match thread::spawn(move|| {
939             panic!(Juju)
940         }).join() {
941             Err(ref e) if e.is::<Juju>() => {}
942             Err(_) | Ok(()) => panic!()
943         }
944     }
945
946     #[test]
947     fn test_park_timeout_unpark_before() {
948         for _ in 0..10 {
949             thread::current().unpark();
950             thread::park_timeout(Duration::from_millis(u32::MAX as u64));
951         }
952     }
953
954     #[test]
955     fn test_park_timeout_unpark_not_called() {
956         for _ in 0..10 {
957             thread::park_timeout(Duration::from_millis(10));
958         }
959     }
960
961     #[test]
962     fn test_park_timeout_unpark_called_other_thread() {
963         for _ in 0..10 {
964             let th = thread::current();
965
966             let _guard = thread::spawn(move || {
967                 super::sleep(Duration::from_millis(50));
968                 th.unpark();
969             });
970
971             thread::park_timeout(Duration::from_millis(u32::MAX as u64));
972         }
973     }
974
975     #[test]
976     fn sleep_ms_smoke() {
977         thread::sleep(Duration::from_millis(2));
978     }
979
980     // NOTE: the corresponding test for stderr is in run-pass/thread-stderr, due
981     // to the test harness apparently interfering with stderr configuration.
982 }