]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libstd/thread/mod.rs
Incorporate a stray test
[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], Rust's message-passing types, along with [other forms of thread
21 //! synchronization](../../std/sync/index.html) and shared-memory data
22 //! structures. In particular, types that are guaranteed to be
23 //! threadsafe are easily shared between threads using the
24 //! atomically-reference-counted container, [`Arc`].
25 //!
26 //! Fatal logic errors in Rust cause *thread panic*, during which
27 //! a thread will unwind the stack, running destructors and freeing
28 //! owned resources. While not meant as a 'try/catch' mechanism, panics
29 //! in Rust can nonetheless be caught (unless compiling with `panic=abort`) with
30 //! [`catch_unwind`](../../std/panic/fn.catch_unwind.html) and recovered
31 //! from, or alternatively be resumed with
32 //! [`resume_unwind`](../../std/panic/fn.resume_unwind.html). If the panic
33 //! is not caught the thread will exit, but the panic may optionally be
34 //! detected from a different thread with [`join`]. If the main thread panics
35 //! without the panic being caught, the application will exit with a
36 //! non-zero exit code.
37 //!
38 //! When the main thread of a Rust program terminates, the entire program shuts
39 //! down, even if other threads are still running. However, this module provides
40 //! convenient facilities for automatically waiting for the termination of a
41 //! child thread (i.e., join).
42 //!
43 //! ## Spawning a thread
44 //!
45 //! A new thread can be spawned using the [`thread::spawn`][`spawn`] function:
46 //!
47 //! ```rust
48 //! use std::thread;
49 //!
50 //! thread::spawn(move || {
51 //!     // some work here
52 //! });
53 //! ```
54 //!
55 //! In this example, the spawned thread is "detached" from the current
56 //! thread. This means that it can outlive its parent (the thread that spawned
57 //! it), unless this parent is the main thread.
58 //!
59 //! The parent thread can also wait on the completion of the child
60 //! thread; a call to [`spawn`] produces a [`JoinHandle`], which provides
61 //! a `join` method for waiting:
62 //!
63 //! ```rust
64 //! use std::thread;
65 //!
66 //! let child = thread::spawn(move || {
67 //!     // some work here
68 //! });
69 //! // some work here
70 //! let res = child.join();
71 //! ```
72 //!
73 //! The [`join`] method returns a [`thread::Result`] containing [`Ok`] of the final
74 //! value produced by the child thread, or [`Err`] of the value given to
75 //! a call to [`panic!`] if the child panicked.
76 //!
77 //! ## Configuring threads
78 //!
79 //! A new thread can be configured before it is spawned via the [`Builder`] type,
80 //! which currently allows you to set the name and stack size for the child thread:
81 //!
82 //! ```rust
83 //! # #![allow(unused_must_use)]
84 //! use std::thread;
85 //!
86 //! thread::Builder::new().name("child1".to_string()).spawn(move || {
87 //!     println!("Hello, world!");
88 //! });
89 //! ```
90 //!
91 //! ## The `Thread` type
92 //!
93 //! Threads are represented via the [`Thread`] type, which you can get in one of
94 //! two ways:
95 //!
96 //! * By spawning a new thread, e.g. using the [`thread::spawn`][`spawn`]
97 //!   function, and calling [`thread`][`JoinHandle::thread`] on the [`JoinHandle`].
98 //! * By requesting the current thread, using the [`thread::current`] function.
99 //!
100 //! The [`thread::current`] function is available even for threads not spawned
101 //! by the APIs of this module.
102 //!
103 //! ## Thread-local storage
104 //!
105 //! This module also provides an implementation of thread-local storage for Rust
106 //! programs. Thread-local storage is a method of storing data into a global
107 //! variable that each thread in the program will have its own copy of.
108 //! Threads do not share this data, so accesses do not need to be synchronized.
109 //!
110 //! A thread-local key owns the value it contains and will destroy the value when the
111 //! thread exits. It is created with the [`thread_local!`] macro and can contain any
112 //! value that is `'static` (no borrowed pointers). It provides an accessor function,
113 //! [`with`], that yields a shared reference to the value to the specified
114 //! closure. Thread-local keys allow only shared access to values, as there would be no
115 //! way to guarantee uniqueness if mutable borrows were allowed. Most values
116 //! will want to make use of some form of **interior mutability** through the
117 //! [`Cell`] or [`RefCell`] types.
118 //!
119 //! ## Naming threads
120 //!
121 //! Threads are able to have associated names for identification purposes. By default, spawned
122 //! threads are unnamed. To specify a name for a thread, build the thread with [`Builder`] and pass
123 //! the desired thread name to [`Builder::name`]. To retrieve the thread name from within the
124 //! thread, use [`Thread::name`]. A couple examples of where the name of a thread gets used:
125 //!
126 //! * If a panic occurs in a named thread, the thread name will be printed in the panic message.
127 //! * The thread name is provided to the OS where applicable (e.g. `pthread_setname_np` in
128 //!   unix-like platforms).
129 //!
130 //! ## Stack size
131 //!
132 //! The default stack size for spawned threads is 2 MiB, though this particular stack size is
133 //! subject to change in the future. There are two ways to manually specify the stack size for
134 //! spawned threads:
135 //!
136 //! * Build the thread with [`Builder`] and pass the desired stack size to [`Builder::stack_size`].
137 //! * Set the `RUST_MIN_STACK` environment variable to an integer representing the desired stack
138 //!   size (in bytes). Note that setting [`Builder::stack_size`] will override this.
139 //!
140 //! Note that the stack size of the main thread is *not* determined by Rust.
141 //!
142 //! [channels]: ../../std/sync/mpsc/index.html
143 //! [`Arc`]: ../../std/sync/struct.Arc.html
144 //! [`spawn`]: ../../std/thread/fn.spawn.html
145 //! [`JoinHandle`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html
146 //! [`JoinHandle::thread`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html#method.thread
147 //! [`join`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html#method.join
148 //! [`Result`]: ../../std/result/enum.Result.html
149 //! [`Ok`]: ../../std/result/enum.Result.html#variant.Ok
150 //! [`Err`]: ../../std/result/enum.Result.html#variant.Err
151 //! [`panic!`]: ../../std/macro.panic.html
152 //! [`Builder`]: ../../std/thread/struct.Builder.html
153 //! [`Builder::stack_size`]: ../../std/thread/struct.Builder.html#method.stack_size
154 //! [`Builder::name`]: ../../std/thread/struct.Builder.html#method.name
155 //! [`thread::current`]: ../../std/thread/fn.current.html
156 //! [`thread::Result`]: ../../std/thread/type.Result.html
157 //! [`Thread`]: ../../std/thread/struct.Thread.html
158 //! [`park`]: ../../std/thread/fn.park.html
159 //! [`unpark`]: ../../std/thread/struct.Thread.html#method.unpark
160 //! [`Thread::name`]: ../../std/thread/struct.Thread.html#method.name
161 //! [`thread::park_timeout`]: ../../std/thread/fn.park_timeout.html
162 //! [`Cell`]: ../cell/struct.Cell.html
163 //! [`RefCell`]: ../cell/struct.RefCell.html
164 //! [`thread_local!`]: ../macro.thread_local.html
165 //! [`with`]: struct.LocalKey.html#method.with
166
167 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
168
169 use any::Any;
170 use cell::UnsafeCell;
171 use ffi::{CStr, CString};
172 use fmt;
173 use io;
174 use panic;
175 use panicking;
176 use str;
177 use sync::{Mutex, Condvar, Arc};
178 use sync::atomic::AtomicUsize;
179 use sync::atomic::Ordering::SeqCst;
180 use sys::thread as imp;
181 use sys_common::mutex;
182 use sys_common::thread_info;
183 use sys_common::thread;
184 use sys_common::{AsInner, IntoInner};
185 use time::Duration;
186
187 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
188 // Thread-local storage
189 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
190
191 #[macro_use] mod local;
192
193 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
194 pub use self::local::{LocalKey, AccessError};
195
196 // The types used by the thread_local! macro to access TLS keys. Note that there
197 // are two types, the "OS" type and the "fast" type. The OS thread local key
198 // type is accessed via platform-specific API calls and is slow, while the fast
199 // key type is accessed via code generated via LLVM, where TLS keys are set up
200 // by the elf linker. Note that the OS TLS type is always available: on macOS
201 // the standard library is compiled with support for older platform versions
202 // where fast TLS was not available; end-user code is compiled with fast TLS
203 // where available, but both are needed.
204
205 #[unstable(feature = "libstd_thread_internals", issue = "0")]
206 #[cfg(target_arch = "wasm32")]
207 #[doc(hidden)] pub use self::local::statik::Key as __StaticLocalKeyInner;
208 #[unstable(feature = "libstd_thread_internals", issue = "0")]
209 #[cfg(target_thread_local)]
210 #[doc(hidden)] pub use self::local::fast::Key as __FastLocalKeyInner;
211 #[unstable(feature = "libstd_thread_internals", issue = "0")]
212 #[doc(hidden)] pub use self::local::os::Key as __OsLocalKeyInner;
213
214 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
215 // Builder
216 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
217
218 /// Thread factory, which can be used in order to configure the properties of
219 /// a new thread.
220 ///
221 /// Methods can be chained on it in order to configure it.
222 ///
223 /// The two configurations available are:
224 ///
225 /// - [`name`]: specifies an [associated name for the thread][naming-threads]
226 /// - [`stack_size`]: specifies the [desired stack size for the thread][stack-size]
227 ///
228 /// The [`spawn`] method will take ownership of the builder and create an
229 /// [`io::Result`] to the thread handle with the given configuration.
230 ///
231 /// The [`thread::spawn`] free function uses a `Builder` with default
232 /// configuration and [`unwrap`]s its return value.
233 ///
234 /// You may want to use [`spawn`] instead of [`thread::spawn`], when you want
235 /// to recover from a failure to launch a thread, indeed the free function will
236 /// panick where the `Builder` method will return a [`io::Result`].
237 ///
238 /// # Examples
239 ///
240 /// ```
241 /// use std::thread;
242 ///
243 /// let builder = thread::Builder::new();
244 ///
245 /// let handler = builder.spawn(|| {
246 ///     // thread code
247 /// }).unwrap();
248 ///
249 /// handler.join().unwrap();
250 /// ```
251 ///
252 /// [`thread::spawn`]: ../../std/thread/fn.spawn.html
253 /// [`stack_size`]: ../../std/thread/struct.Builder.html#method.stack_size
254 /// [`name`]: ../../std/thread/struct.Builder.html#method.name
255 /// [`spawn`]: ../../std/thread/struct.Builder.html#method.spawn
256 /// [`io::Result`]: ../../std/io/type.Result.html
257 /// [`unwrap`]: ../../std/result/enum.Result.html#method.unwrap
258 /// [naming-threads]: ./index.html#naming-threads
259 /// [stack-size]: ./index.html#stack-size
260 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
261 #[derive(Debug)]
262 pub struct Builder {
263     // A name for the thread-to-be, for identification in panic messages
264     name: Option<String>,
265     // The size of the stack for the spawned thread in bytes
266     stack_size: Option<usize>,
267 }
268
269 impl Builder {
270     /// Generates the base configuration for spawning a thread, from which
271     /// configuration methods can be chained.
272     ///
273     /// # Examples
274     ///
275     /// ```
276     /// use std::thread;
277     ///
278     /// let builder = thread::Builder::new()
279     ///                               .name("foo".into())
280     ///                               .stack_size(10);
281     ///
282     /// let handler = builder.spawn(|| {
283     ///     // thread code
284     /// }).unwrap();
285     ///
286     /// handler.join().unwrap();
287     /// ```
288     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
289     pub fn new() -> Builder {
290         Builder {
291             name: None,
292             stack_size: None,
293         }
294     }
295
296     /// Names the thread-to-be. Currently the name is used for identification
297     /// only in panic messages.
298     ///
299     /// The name must not contain null bytes (`\0`).
300     ///
301     /// For more information about named threads, see
302     /// [this module-level documentation][naming-threads].
303     ///
304     /// # Examples
305     ///
306     /// ```
307     /// use std::thread;
308     ///
309     /// let builder = thread::Builder::new()
310     ///     .name("foo".into());
311     ///
312     /// let handler = builder.spawn(|| {
313     ///     assert_eq!(thread::current().name(), Some("foo"))
314     /// }).unwrap();
315     ///
316     /// handler.join().unwrap();
317     /// ```
318     ///
319     /// [naming-threads]: ./index.html#naming-threads
320     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
321     pub fn name(mut self, name: String) -> Builder {
322         self.name = Some(name);
323         self
324     }
325
326     /// Sets the size of the stack (in bytes) for the new thread.
327     ///
328     /// The actual stack size may be greater than this value if
329     /// the platform specifies minimal stack size.
330     ///
331     /// For more information about the stack size for threads, see
332     /// [this module-level documentation][stack-size].
333     ///
334     /// # Examples
335     ///
336     /// ```
337     /// use std::thread;
338     ///
339     /// let builder = thread::Builder::new().stack_size(32 * 1024);
340     /// ```
341     ///
342     /// [stack-size]: ./index.html#stack-size
343     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
344     pub fn stack_size(mut self, size: usize) -> Builder {
345         self.stack_size = Some(size);
346         self
347     }
348
349     /// Spawns a new thread by taking ownership of the `Builder`, and returns an
350     /// [`io::Result`] to its [`JoinHandle`].
351     ///
352     /// The spawned thread may outlive the caller (unless the caller thread
353     /// is the main thread; the whole process is terminated when the main
354     /// thread finishes). The join handle can be used to block on
355     /// termination of the child thread, including recovering its panics.
356     ///
357     /// For a more complete documentation see [`thread::spawn`][`spawn`].
358     ///
359     /// # Errors
360     ///
361     /// Unlike the [`spawn`] free function, this method yields an
362     /// [`io::Result`] to capture any failure to create the thread at
363     /// the OS level.
364     ///
365     /// [`spawn`]: ../../std/thread/fn.spawn.html
366     /// [`io::Result`]: ../../std/io/type.Result.html
367     /// [`JoinHandle`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html
368     ///
369     /// # Panics
370     ///
371     /// Panics if a thread name was set and it contained null bytes.
372     ///
373     /// # Examples
374     ///
375     /// ```
376     /// use std::thread;
377     ///
378     /// let builder = thread::Builder::new();
379     ///
380     /// let handler = builder.spawn(|| {
381     ///     // thread code
382     /// }).unwrap();
383     ///
384     /// handler.join().unwrap();
385     /// ```
386     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
387     pub fn spawn<F, T>(self, f: F) -> io::Result<JoinHandle<T>> where
388         F: FnOnce() -> T, F: Send + 'static, T: Send + 'static
389     {
390         let Builder { name, stack_size } = self;
391
392         let stack_size = stack_size.unwrap_or_else(thread::min_stack);
393
394         let my_thread = Thread::new(name);
395         let their_thread = my_thread.clone();
396
397         let my_packet : Arc<UnsafeCell<Option<Result<T>>>>
398             = Arc::new(UnsafeCell::new(None));
399         let their_packet = my_packet.clone();
400
401         let main = move || {
402             if let Some(name) = their_thread.cname() {
403                 imp::Thread::set_name(name);
404             }
405             unsafe {
406                 thread_info::set(imp::guard::current(), their_thread);
407                 #[cfg(feature = "backtrace")]
408                 let try_result = panic::catch_unwind(panic::AssertUnwindSafe(|| {
409                     ::sys_common::backtrace::__rust_begin_short_backtrace(f)
410                 }));
411                 #[cfg(not(feature = "backtrace"))]
412                 let try_result = panic::catch_unwind(panic::AssertUnwindSafe(f));
413                 *their_packet.get() = Some(try_result);
414             }
415         };
416
417         Ok(JoinHandle(JoinInner {
418             native: unsafe {
419                 Some(imp::Thread::new(stack_size, Box::new(main))?)
420             },
421             thread: my_thread,
422             packet: Packet(my_packet),
423         }))
424     }
425 }
426
427 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
428 // Free functions
429 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
430
431 /// Spawns a new thread, returning a [`JoinHandle`] for it.
432 ///
433 /// The join handle will implicitly *detach* the child thread upon being
434 /// dropped. In this case, the child thread may outlive the parent (unless
435 /// the parent thread is the main thread; the whole process is terminated when
436 /// the main thread finishes). Additionally, the join handle provides a [`join`]
437 /// method that can be used to join the child thread. If the child thread
438 /// panics, [`join`] will return an [`Err`] containing the argument given to
439 /// [`panic`].
440 ///
441 /// This will create a thread using default parameters of [`Builder`], if you
442 /// want to specify the stack size or the name of the thread, use this API
443 /// instead.
444 ///
445 /// As you can see in the signature of `spawn` there are two constraints on
446 /// both the closure given to `spawn` and its return value, let's explain them:
447 ///
448 /// - The `'static` constraint means that the closure and its return value
449 ///   must have a lifetime of the whole program execution. The reason for this
450 ///   is that threads can `detach` and outlive the lifetime they have been
451 ///   created in.
452 ///   Indeed if the thread, and by extension its return value, can outlive their
453 ///   caller, we need to make sure that they will be valid afterwards, and since
454 ///   we *can't* know when it will return we need to have them valid as long as
455 ///   possible, that is until the end of the program, hence the `'static`
456 ///   lifetime.
457 /// - The [`Send`] constraint is because the closure will need to be passed
458 ///   *by value* from the thread where it is spawned to the new thread. Its
459 ///   return value will need to be passed from the new thread to the thread
460 ///   where it is `join`ed.
461 ///   As a reminder, the [`Send`] marker trait expresses that it is safe to be
462 ///   passed from thread to thread. [`Sync`] expresses that it is safe to have a
463 ///   reference be passed from thread to thread.
464 ///
465 /// # Panics
466 ///
467 /// Panics if the OS fails to create a thread; use [`Builder::spawn`]
468 /// to recover from such errors.
469 ///
470 /// # Examples
471 ///
472 /// Creating a thread.
473 ///
474 /// ```
475 /// use std::thread;
476 ///
477 /// let handler = thread::spawn(|| {
478 ///     // thread code
479 /// });
480 ///
481 /// handler.join().unwrap();
482 /// ```
483 ///
484 /// As mentioned in the module documentation, threads are usually made to
485 /// communicate using [`channels`], here is how it usually looks.
486 ///
487 /// This example also shows how to use `move`, in order to give ownership
488 /// of values to a thread.
489 ///
490 /// ```
491 /// use std::thread;
492 /// use std::sync::mpsc::channel;
493 ///
494 /// let (tx, rx) = channel();
495 ///
496 /// let sender = thread::spawn(move || {
497 ///     tx.send("Hello, thread".to_owned())
498 ///         .expect("Unable to send on channel");
499 /// });
500 ///
501 /// let receiver = thread::spawn(move || {
502 ///     let value = rx.recv().expect("Unable to receive from channel");
503 ///     println!("{}", value);
504 /// });
505 ///
506 /// sender.join().expect("The sender thread has panicked");
507 /// receiver.join().expect("The receiver thread has panicked");
508 /// ```
509 ///
510 /// A thread can also return a value through its [`JoinHandle`], you can use
511 /// this to make asynchronous computations (futures might be more appropriate
512 /// though).
513 ///
514 /// ```
515 /// use std::thread;
516 ///
517 /// let computation = thread::spawn(|| {
518 ///     // Some expensive computation.
519 ///     42
520 /// });
521 ///
522 /// let result = computation.join().unwrap();
523 /// println!("{}", result);
524 /// ```
525 ///
526 /// [`channels`]: ../../std/sync/mpsc/index.html
527 /// [`JoinHandle`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html
528 /// [`join`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html#method.join
529 /// [`Err`]: ../../std/result/enum.Result.html#variant.Err
530 /// [`panic`]: ../../std/macro.panic.html
531 /// [`Builder::spawn`]: ../../std/thread/struct.Builder.html#method.spawn
532 /// [`Builder`]: ../../std/thread/struct.Builder.html
533 /// [`Send`]: ../../std/marker/trait.Send.html
534 /// [`Sync`]: ../../std/marker/trait.Sync.html
535 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
536 pub fn spawn<F, T>(f: F) -> JoinHandle<T> where
537     F: FnOnce() -> T, F: Send + 'static, T: Send + 'static
538 {
539     Builder::new().spawn(f).unwrap()
540 }
541
542 /// Gets a handle to the thread that invokes it.
543 ///
544 /// # Examples
545 ///
546 /// Getting a handle to the current thread with `thread::current()`:
547 ///
548 /// ```
549 /// use std::thread;
550 ///
551 /// let handler = thread::Builder::new()
552 ///     .name("named thread".into())
553 ///     .spawn(|| {
554 ///         let handle = thread::current();
555 ///         assert_eq!(handle.name(), Some("named thread"));
556 ///     })
557 ///     .unwrap();
558 ///
559 /// handler.join().unwrap();
560 /// ```
561 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
562 pub fn current() -> Thread {
563     thread_info::current_thread().expect("use of std::thread::current() is not \
564                                           possible after the thread's local \
565                                           data has been destroyed")
566 }
567
568 /// Cooperatively gives up a timeslice to the OS scheduler.
569 ///
570 /// This is used when the programmer knows that the thread will have nothing
571 /// to do for some time, and thus avoid wasting computing time.
572 ///
573 /// For example when polling on a resource, it is common to check that it is
574 /// available, and if not to yield in order to avoid busy waiting.
575 ///
576 /// Thus the pattern of `yield`ing after a failed poll is rather common when
577 /// implementing low-level shared resources or synchronization primitives.
578 ///
579 /// However programmers will usually prefer to use, [`channel`]s, [`Condvar`]s,
580 /// [`Mutex`]es or [`join`] for their synchronization routines, as they avoid
581 /// thinking about thread scheduling.
582 ///
583 /// Note that [`channel`]s for example are implemented using this primitive.
584 /// Indeed when you call `send` or `recv`, which are blocking, they will yield
585 /// if the channel is not available.
586 ///
587 /// # Examples
588 ///
589 /// ```
590 /// use std::thread;
591 ///
592 /// thread::yield_now();
593 /// ```
594 ///
595 /// [`channel`]: ../../std/sync/mpsc/index.html
596 /// [`spawn`]: ../../std/thread/fn.spawn.html
597 /// [`join`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html#method.join
598 /// [`Mutex`]: ../../std/sync/struct.Mutex.html
599 /// [`Condvar`]: ../../std/sync/struct.Condvar.html
600 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
601 pub fn yield_now() {
602     imp::Thread::yield_now()
603 }
604
605 /// Determines whether the current thread is unwinding because of panic.
606 ///
607 /// A common use of this feature is to poison shared resources when writing
608 /// unsafe code, by checking `panicking` when the `drop` is called.
609 ///
610 /// This is usually not needed when writing safe code, as [`Mutex`es][Mutex]
611 /// already poison themselves when a thread panics while holding the lock.
612 ///
613 /// This can also be used in multithreaded applications, in order to send a
614 /// message to other threads warning that a thread has panicked (e.g. for
615 /// monitoring purposes).
616 ///
617 /// # Examples
618 ///
619 /// ```should_panic
620 /// use std::thread;
621 ///
622 /// struct SomeStruct;
623 ///
624 /// impl Drop for SomeStruct {
625 ///     fn drop(&mut self) {
626 ///         if thread::panicking() {
627 ///             println!("dropped while unwinding");
628 ///         } else {
629 ///             println!("dropped while not unwinding");
630 ///         }
631 ///     }
632 /// }
633 ///
634 /// {
635 ///     print!("a: ");
636 ///     let a = SomeStruct;
637 /// }
638 ///
639 /// {
640 ///     print!("b: ");
641 ///     let b = SomeStruct;
642 ///     panic!()
643 /// }
644 /// ```
645 ///
646 /// [Mutex]: ../../std/sync/struct.Mutex.html
647 #[inline]
648 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
649 pub fn panicking() -> bool {
650     panicking::panicking()
651 }
652
653 /// Puts the current thread to sleep for the specified amount of time.
654 ///
655 /// The thread may sleep longer than the duration specified due to scheduling
656 /// specifics or platform-dependent functionality.
657 ///
658 /// # Platform-specific behavior
659 ///
660 /// On Unix platforms this function will not return early due to a
661 /// signal being received or a spurious wakeup.
662 ///
663 /// # Examples
664 ///
665 /// ```no_run
666 /// use std::thread;
667 ///
668 /// // Let's sleep for 2 seconds:
669 /// thread::sleep_ms(2000);
670 /// ```
671 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
672 #[rustc_deprecated(since = "1.6.0", reason = "replaced by `std::thread::sleep`")]
673 pub fn sleep_ms(ms: u32) {
674     sleep(Duration::from_millis(ms as u64))
675 }
676
677 /// Puts the current thread to sleep for the specified amount of time.
678 ///
679 /// The thread may sleep longer than the duration specified due to scheduling
680 /// specifics or platform-dependent functionality.
681 ///
682 /// # Platform-specific behavior
683 ///
684 /// On Unix platforms this function will not return early due to a
685 /// signal being received or a spurious wakeup. Platforms which do not support
686 /// nanosecond precision for sleeping will have `dur` rounded up to the nearest
687 /// granularity of time they can sleep for.
688 ///
689 /// # Examples
690 ///
691 /// ```no_run
692 /// use std::{thread, time};
693 ///
694 /// let ten_millis = time::Duration::from_millis(10);
695 /// let now = time::Instant::now();
696 ///
697 /// thread::sleep(ten_millis);
698 ///
699 /// assert!(now.elapsed() >= ten_millis);
700 /// ```
701 #[stable(feature = "thread_sleep", since = "1.4.0")]
702 pub fn sleep(dur: Duration) {
703     imp::Thread::sleep(dur)
704 }
705
706 // constants for park/unpark
707 const EMPTY: usize = 0;
708 const PARKED: usize = 1;
709 const NOTIFIED: usize = 2;
710
711 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available.
712 ///
713 /// A call to `park` does not guarantee that the thread will remain parked
714 /// forever, and callers should be prepared for this possibility.
715 ///
716 /// # park and unpark
717 ///
718 /// Every thread is equipped with some basic low-level blocking support, via the
719 /// [`thread::park`][`park`] function and [`thread::Thread::unpark`][`unpark`]
720 /// method. [`park`] blocks the current thread, which can then be resumed from
721 /// another thread by calling the [`unpark`] method on the blocked thread's
722 /// handle.
723 ///
724 /// Conceptually, each [`Thread`] handle has an associated token, which is
725 /// initially not present:
726 ///
727 /// * The [`thread::park`][`park`] function blocks the current thread unless or
728 ///   until the token is available for its thread handle, at which point it
729 ///   atomically consumes the token. It may also return *spuriously*, without
730 ///   consuming the token. [`thread::park_timeout`] does the same, but allows
731 ///   specifying a maximum time to block the thread for.
732 ///
733 /// * The [`unpark`] method on a [`Thread`] atomically makes the token available
734 ///   if it wasn't already.
735 ///
736 /// In other words, each [`Thread`] acts a bit like a spinlock that can be
737 /// locked and unlocked using `park` and `unpark`.
738 ///
739 /// The API is typically used by acquiring a handle to the current thread,
740 /// placing that handle in a shared data structure so that other threads can
741 /// find it, and then `park`ing. When some desired condition is met, another
742 /// thread calls [`unpark`] on the handle.
743 ///
744 /// The motivation for this design is twofold:
745 ///
746 /// * It avoids the need to allocate mutexes and condvars when building new
747 ///   synchronization primitives; the threads already provide basic
748 ///   blocking/signaling.
749 ///
750 /// * It can be implemented very efficiently on many platforms.
751 ///
752 /// # Examples
753 ///
754 /// ```
755 /// use std::thread;
756 /// use std::time::Duration;
757 ///
758 /// let parked_thread = thread::Builder::new()
759 ///     .spawn(|| {
760 ///         println!("Parking thread");
761 ///         thread::park();
762 ///         println!("Thread unparked");
763 ///     })
764 ///     .unwrap();
765 ///
766 /// // Let some time pass for the thread to be spawned.
767 /// thread::sleep(Duration::from_millis(10));
768 ///
769 /// println!("Unpark the thread");
770 /// parked_thread.thread().unpark();
771 ///
772 /// parked_thread.join().unwrap();
773 /// ```
774 ///
775 /// [`Thread`]: ../../std/thread/struct.Thread.html
776 /// [`park`]: ../../std/thread/fn.park.html
777 /// [`unpark`]: ../../std/thread/struct.Thread.html#method.unpark
778 /// [`thread::park_timeout`]: ../../std/thread/fn.park_timeout.html
779 //
780 // The implementation currently uses the trivial strategy of a Mutex+Condvar
781 // with wakeup flag, which does not actually allow spurious wakeups. In the
782 // future, this will be implemented in a more efficient way, perhaps along the lines of
783 //   http://cr.openjdk.java.net/~stefank/6989984.1/raw_files/new/src/os/linux/vm/os_linux.cpp
784 // or futuxes, and in either case may allow spurious wakeups.
785 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
786 pub fn park() {
787     let thread = current();
788
789     // If we were previously notified then we consume this notification and
790     // return quickly.
791     if thread.inner.state.compare_exchange(NOTIFIED, EMPTY, SeqCst, SeqCst).is_ok() {
792         return
793     }
794
795     // Otherwise we need to coordinate going to sleep
796     let mut m = thread.inner.lock.lock().unwrap();
797     match thread.inner.state.compare_exchange(EMPTY, PARKED, SeqCst, SeqCst) {
798         Ok(_) => {}
799         Err(NOTIFIED) => {
800             thread.inner.state.store(EMPTY, SeqCst);
801             return;
802         } // should consume this notification, so prohibit spurious wakeups in next park.
803         Err(_) => panic!("inconsistent park state"),
804     }
805     loop {
806         m = thread.inner.cvar.wait(m).unwrap();
807         match thread.inner.state.compare_exchange(NOTIFIED, EMPTY, SeqCst, SeqCst) {
808             Ok(_) => return, // got a notification
809             Err(_) => {} // spurious wakeup, go back to sleep
810         }
811     }
812 }
813
814 /// Use [`park_timeout`].
815 ///
816 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available or
817 /// the specified duration has been reached (may wake spuriously).
818 ///
819 /// The semantics of this function are equivalent to [`park`] except
820 /// that the thread will be blocked for roughly no longer than `dur`. This
821 /// method should not be used for precise timing due to anomalies such as
822 /// preemption or platform differences that may not cause the maximum
823 /// amount of time waited to be precisely `ms` long.
824 ///
825 /// See the [park documentation][`park`] for more detail.
826 ///
827 /// [`park_timeout`]: fn.park_timeout.html
828 /// [`park`]: ../../std/thread/fn.park.html
829 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
830 #[rustc_deprecated(since = "1.6.0", reason = "replaced by `std::thread::park_timeout`")]
831 pub fn park_timeout_ms(ms: u32) {
832     park_timeout(Duration::from_millis(ms as u64))
833 }
834
835 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available or
836 /// the specified duration has been reached (may wake spuriously).
837 ///
838 /// The semantics of this function are equivalent to [`park`][park] except
839 /// that the thread will be blocked for roughly no longer than `dur`. This
840 /// method should not be used for precise timing due to anomalies such as
841 /// preemption or platform differences that may not cause the maximum
842 /// amount of time waited to be precisely `dur` long.
843 ///
844 /// See the [park documentation][park] for more details.
845 ///
846 /// # Platform-specific behavior
847 ///
848 /// Platforms which do not support nanosecond precision for sleeping will have
849 /// `dur` rounded up to the nearest granularity of time they can sleep for.
850 ///
851 /// # Examples
852 ///
853 /// Waiting for the complete expiration of the timeout:
854 ///
855 /// ```rust,no_run
856 /// use std::thread::park_timeout;
857 /// use std::time::{Instant, Duration};
858 ///
859 /// let timeout = Duration::from_secs(2);
860 /// let beginning_park = Instant::now();
861 ///
862 /// let mut timeout_remaining = timeout;
863 /// loop {
864 ///     park_timeout(timeout_remaining);
865 ///     let elapsed = beginning_park.elapsed();
866 ///     if elapsed >= timeout {
867 ///         break;
868 ///     }
869 ///     println!("restarting park_timeout after {:?}", elapsed);
870 ///     timeout_remaining = timeout - elapsed;
871 /// }
872 /// ```
873 ///
874 /// [park]: fn.park.html
875 #[stable(feature = "park_timeout", since = "1.4.0")]
876 pub fn park_timeout(dur: Duration) {
877     let thread = current();
878
879     // Like `park` above we have a fast path for an already-notified thread, and
880     // afterwards we start coordinating for a sleep.
881     // return quickly.
882     if thread.inner.state.compare_exchange(NOTIFIED, EMPTY, SeqCst, SeqCst).is_ok() {
883         return
884     }
885     let m = thread.inner.lock.lock().unwrap();
886     match thread.inner.state.compare_exchange(EMPTY, PARKED, SeqCst, SeqCst) {
887         Ok(_) => {}
888         Err(NOTIFIED) => {
889             thread.inner.state.store(EMPTY, SeqCst);
890             return;
891         } // should consume this notification, so prohibit spurious wakeups in next park.
892         Err(_) => panic!("inconsistent park_timeout state"),
893     }
894
895     // Wait with a timeout, and if we spuriously wake up or otherwise wake up
896     // from a notification we just want to unconditionally set the state back to
897     // empty, either consuming a notification or un-flagging ourselves as
898     // parked.
899     let (_m, _result) = thread.inner.cvar.wait_timeout(m, dur).unwrap();
900     match thread.inner.state.swap(EMPTY, SeqCst) {
901         NOTIFIED => {} // got a notification, hurray!
902         PARKED => {} // no notification, alas
903         n => panic!("inconsistent park_timeout state: {}", n),
904     }
905 }
906
907 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
908 // ThreadId
909 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
910
911 /// A unique identifier for a running thread.
912 ///
913 /// A `ThreadId` is an opaque object that has a unique value for each thread
914 /// that creates one. `ThreadId`s are not guaranteed to correspond to a thread's
915 /// system-designated identifier. A `ThreadId` can be retrieved from the [`id`]
916 /// method on a [`Thread`].
917 ///
918 /// # Examples
919 ///
920 /// ```
921 /// use std::thread;
922 ///
923 /// let other_thread = thread::spawn(|| {
924 ///     thread::current().id()
925 /// });
926 ///
927 /// let other_thread_id = other_thread.join().unwrap();
928 /// assert!(thread::current().id() != other_thread_id);
929 /// ```
930 ///
931 /// [`id`]: ../../std/thread/struct.Thread.html#method.id
932 /// [`Thread`]: ../../std/thread/struct.Thread.html
933 #[stable(feature = "thread_id", since = "1.19.0")]
934 #[derive(Eq, PartialEq, Clone, Copy, Hash, Debug)]
935 pub struct ThreadId(u64);
936
937 impl ThreadId {
938     // Generate a new unique thread ID.
939     fn new() -> ThreadId {
940         static GUARD: mutex::Mutex = mutex::Mutex::new();
941         static mut COUNTER: u64 = 0;
942
943         unsafe {
944             let _guard = GUARD.lock();
945
946             // If we somehow use up all our bits, panic so that we're not
947             // covering up subtle bugs of IDs being reused.
948             if COUNTER == ::u64::MAX {
949                 panic!("failed to generate unique thread ID: bitspace exhausted");
950             }
951
952             let id = COUNTER;
953             COUNTER += 1;
954
955             ThreadId(id)
956         }
957     }
958 }
959
960 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
961 // Thread
962 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
963
964 /// The internal representation of a `Thread` handle
965 struct Inner {
966     name: Option<CString>,      // Guaranteed to be UTF-8
967     id: ThreadId,
968
969     // state for thread park/unpark
970     state: AtomicUsize,
971     lock: Mutex<()>,
972     cvar: Condvar,
973 }
974
975 #[derive(Clone)]
976 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
977 /// A handle to a thread.
978 ///
979 /// Threads are represented via the `Thread` type, which you can get in one of
980 /// two ways:
981 ///
982 /// * By spawning a new thread, e.g. using the [`thread::spawn`][`spawn`]
983 ///   function, and calling [`thread`][`JoinHandle::thread`] on the
984 ///   [`JoinHandle`].
985 /// * By requesting the current thread, using the [`thread::current`] function.
986 ///
987 /// The [`thread::current`] function is available even for threads not spawned
988 /// by the APIs of this module.
989 ///
990 /// There is usually no need to create a `Thread` struct yourself, one
991 /// should instead use a function like `spawn` to create new threads, see the
992 /// docs of [`Builder`] and [`spawn`] for more details.
993 ///
994 /// [`Builder`]: ../../std/thread/struct.Builder.html
995 /// [`JoinHandle::thread`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html#method.thread
996 /// [`JoinHandle`]: ../../std/thread/struct.JoinHandle.html
997 /// [`thread::current`]: ../../std/thread/fn.current.html
998 /// [`spawn`]: ../../std/thread/fn.spawn.html
999
1000 pub struct Thread {
1001     inner: Arc<Inner>,
1002 }
1003
1004 impl Thread {
1005     // Used only internally to construct a thread object without spawning
1006     // Panics if the name contains nuls.
1007     pub(crate) fn new(name: Option<String>) -> Thread {
1008         let cname = name.map(|n| {
1009             CString::new(n).expect("thread name may not contain interior null bytes")
1010         });
1011         Thread {
1012             inner: Arc::new(Inner {
1013                 name: cname,
1014                 id: ThreadId::new(),
1015                 state: AtomicUsize::new(EMPTY),
1016                 lock: Mutex::new(()),
1017                 cvar: Condvar::new(),
1018             })
1019         }
1020     }
1021
1022     /// Atomically makes the handle's token available if it is not already.
1023     ///
1024     /// Every thread is equipped with some basic low-level blocking support, via
1025     /// the [`park`][park] function and the `unpark()` method. These can be
1026     /// used as a more CPU-efficient implementation of a spinlock.
1027     ///
1028     /// See the [park documentation][park] for more details.
1029     ///
1030     /// # Examples
1031     ///
1032     /// ```
1033     /// use std::thread;
1034     /// use std::time::Duration;
1035     ///
1036     /// let parked_thread = thread::Builder::new()
1037     ///     .spawn(|| {
1038     ///         println!("Parking thread");
1039     ///         thread::park();
1040     ///         println!("Thread unparked");
1041     ///     })
1042     ///     .unwrap();
1043     ///
1044     /// // Let some time pass for the thread to be spawned.
1045     /// thread::sleep(Duration::from_millis(10));
1046     ///
1047     /// println!("Unpark the thread");
1048     /// parked_thread.thread().unpark();
1049     ///
1050     /// parked_thread.join().unwrap();
1051     /// ```
1052     ///
1053     /// [park]: fn.park.html
1054     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1055     pub fn unpark(&self) {
1056         loop {
1057             match self.inner.state.compare_exchange(EMPTY, NOTIFIED, SeqCst, SeqCst) {
1058                 Ok(_) => return, // no one was waiting
1059                 Err(NOTIFIED) => return, // already unparked
1060                 Err(PARKED) => {} // gotta go wake someone up
1061                 _ => panic!("inconsistent state in unpark"),
1062             }
1063
1064             // Coordinate wakeup through the mutex and a condvar notification
1065             let _lock = self.inner.lock.lock().unwrap();
1066             match self.inner.state.compare_exchange(PARKED, NOTIFIED, SeqCst, SeqCst) {
1067                 Ok(_) => return self.inner.cvar.notify_one(),
1068                 Err(NOTIFIED) => return, // a different thread unparked
1069                 Err(EMPTY) => {} // parked thread went away, try again
1070                 _ => panic!("inconsistent state in unpark"),
1071             }
1072         }
1073     }
1074
1075     /// Gets the thread's unique identifier.
1076     ///
1077     /// # Examples
1078     ///
1079     /// ```
1080     /// use std::thread;
1081     ///
1082     /// let other_thread = thread::spawn(|| {
1083     ///     thread::current().id()
1084     /// });
1085     ///
1086     /// let other_thread_id = other_thread.join().unwrap();
1087     /// assert!(thread::current().id() != other_thread_id);
1088     /// ```
1089     #[stable(feature = "thread_id", since = "1.19.0")]
1090     pub fn id(&self) -> ThreadId {
1091         self.inner.id
1092     }
1093
1094     /// Gets the thread's name.
1095     ///
1096     /// For more information about named threads, see
1097     /// [this module-level documentation][naming-threads].
1098     ///
1099     /// # Examples
1100     ///
1101     /// Threads by default have no name specified:
1102     ///
1103     /// ```
1104     /// use std::thread;
1105     ///
1106     /// let builder = thread::Builder::new();
1107     ///
1108     /// let handler = builder.spawn(|| {
1109     ///     assert!(thread::current().name().is_none());
1110     /// }).unwrap();
1111     ///
1112     /// handler.join().unwrap();
1113     /// ```
1114     ///
1115     /// Thread with a specified name:
1116     ///
1117     /// ```
1118     /// use std::thread;
1119     ///
1120     /// let builder = thread::Builder::new()
1121     ///     .name("foo".into());
1122     ///
1123     /// let handler = builder.spawn(|| {
1124     ///     assert_eq!(thread::current().name(), Some("foo"))
1125     /// }).unwrap();
1126     ///
1127     /// handler.join().unwrap();
1128     /// ```
1129     ///
1130     /// [naming-threads]: ./index.html#naming-threads
1131     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1132     pub fn name(&self) -> Option<&str> {
1133         self.cname().map(|s| unsafe { str::from_utf8_unchecked(s.to_bytes()) } )
1134     }
1135
1136     fn cname(&self) -> Option<&CStr> {
1137         self.inner.name.as_ref().map(|s| &**s)
1138     }
1139 }
1140
1141 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1142 impl fmt::Debug for Thread {
1143     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1144         fmt::Debug::fmt(&self.name(), f)
1145     }
1146 }
1147
1148 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1149 // JoinHandle
1150 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1151
1152 /// A specialized [`Result`] type for threads.
1153 ///
1154 /// Indicates the manner in which a thread exited.
1155 ///
1156 /// A thread that completes without panicking is considered to exit successfully.
1157 ///
1158 /// # Examples
1159 ///
1160 /// ```no_run
1161 /// use std::thread;
1162 /// use std::fs;
1163 ///
1164 /// fn copy_in_thread() -> thread::Result<()> {
1165 ///     thread::spawn(move || { fs::copy("foo.txt", "bar.txt").unwrap(); }).join()
1166 /// }
1167 ///
1168 /// fn main() {
1169 ///     match copy_in_thread() {
1170 ///         Ok(_) => println!("this is fine"),
1171 ///         Err(_) => println!("thread panicked"),
1172 ///     }
1173 /// }
1174 /// ```
1175 ///
1176 /// [`Result`]: ../../std/result/enum.Result.html
1177 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1178 pub type Result<T> = ::result::Result<T, Box<Any + Send + 'static>>;
1179
1180 // This packet is used to communicate the return value between the child thread
1181 // and the parent thread. Memory is shared through the `Arc` within and there's
1182 // no need for a mutex here because synchronization happens with `join()` (the
1183 // parent thread never reads this packet until the child has exited).
1184 //
1185 // This packet itself is then stored into a `JoinInner` which in turns is placed
1186 // in `JoinHandle` and `JoinGuard`. Due to the usage of `UnsafeCell` we need to
1187 // manually worry about impls like Send and Sync. The type `T` should
1188 // already always be Send (otherwise the thread could not have been created) and
1189 // this type is inherently Sync because no methods take &self. Regardless,
1190 // however, we add inheriting impls for Send/Sync to this type to ensure it's
1191 // Send/Sync and that future modifications will still appropriately classify it.
1192 struct Packet<T>(Arc<UnsafeCell<Option<Result<T>>>>);
1193
1194 unsafe impl<T: Send> Send for Packet<T> {}
1195 unsafe impl<T: Sync> Sync for Packet<T> {}
1196
1197 /// Inner representation for JoinHandle
1198 struct JoinInner<T> {
1199     native: Option<imp::Thread>,
1200     thread: Thread,
1201     packet: Packet<T>,
1202 }
1203
1204 impl<T> JoinInner<T> {
1205     fn join(&mut self) -> Result<T> {
1206         self.native.take().unwrap().join();
1207         unsafe {
1208             (*self.packet.0.get()).take().unwrap()
1209         }
1210     }
1211 }
1212
1213 /// An owned permission to join on a thread (block on its termination).
1214 ///
1215 /// A `JoinHandle` *detaches* the associated thread when it is dropped, which
1216 /// means that there is no longer any handle to thread and no way to `join`
1217 /// on it.
1218 ///
1219 /// Due to platform restrictions, it is not possible to [`Clone`] this
1220 /// handle: the ability to join a thread is a uniquely-owned permission.
1221 ///
1222 /// This `struct` is created by the [`thread::spawn`] function and the
1223 /// [`thread::Builder::spawn`] method.
1224 ///
1225 /// # Examples
1226 ///
1227 /// Creation from [`thread::spawn`]:
1228 ///
1229 /// ```
1230 /// use std::thread;
1231 ///
1232 /// let join_handle: thread::JoinHandle<_> = thread::spawn(|| {
1233 ///     // some work here
1234 /// });
1235 /// ```
1236 ///
1237 /// Creation from [`thread::Builder::spawn`]:
1238 ///
1239 /// ```
1240 /// use std::thread;
1241 ///
1242 /// let builder = thread::Builder::new();
1243 ///
1244 /// let join_handle: thread::JoinHandle<_> = builder.spawn(|| {
1245 ///     // some work here
1246 /// }).unwrap();
1247 /// ```
1248 ///
1249 /// Child being detached and outliving its parent:
1250 ///
1251 /// ```no_run
1252 /// use std::thread;
1253 /// use std::time::Duration;
1254 ///
1255 /// let original_thread = thread::spawn(|| {
1256 ///     let _detached_thread = thread::spawn(|| {
1257 ///         // Here we sleep to make sure that the first thread returns before.
1258 ///         thread::sleep(Duration::from_millis(10));
1259 ///         // This will be called, even though the JoinHandle is dropped.
1260 ///         println!("♫ Still alive â™«");
1261 ///     });
1262 /// });
1263 ///
1264 /// original_thread.join().expect("The thread being joined has panicked");
1265 /// println!("Original thread is joined.");
1266 ///
1267 /// // We make sure that the new thread has time to run, before the main
1268 /// // thread returns.
1269 ///
1270 /// thread::sleep(Duration::from_millis(1000));
1271 /// ```
1272 ///
1273 /// [`Clone`]: ../../std/clone/trait.Clone.html
1274 /// [`thread::spawn`]: fn.spawn.html
1275 /// [`thread::Builder::spawn`]: struct.Builder.html#method.spawn
1276 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1277 pub struct JoinHandle<T>(JoinInner<T>);
1278
1279 impl<T> JoinHandle<T> {
1280     /// Extracts a handle to the underlying thread.
1281     ///
1282     /// # Examples
1283     ///
1284     /// ```
1285     /// use std::thread;
1286     ///
1287     /// let builder = thread::Builder::new();
1288     ///
1289     /// let join_handle: thread::JoinHandle<_> = builder.spawn(|| {
1290     ///     // some work here
1291     /// }).unwrap();
1292     ///
1293     /// let thread = join_handle.thread();
1294     /// println!("thread id: {:?}", thread.id());
1295     /// ```
1296     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1297     pub fn thread(&self) -> &Thread {
1298         &self.0.thread
1299     }
1300
1301     /// Waits for the associated thread to finish.
1302     ///
1303     /// If the child thread panics, [`Err`] is returned with the parameter given
1304     /// to [`panic`].
1305     ///
1306     /// [`Err`]: ../../std/result/enum.Result.html#variant.Err
1307     /// [`panic`]: ../../std/macro.panic.html
1308     ///
1309     /// # Panics
1310     ///
1311     /// This function may panic on some platforms if a thread attempts to join
1312     /// itself or otherwise may create a deadlock with joining threads.
1313     ///
1314     /// # Examples
1315     ///
1316     /// ```
1317     /// use std::thread;
1318     ///
1319     /// let builder = thread::Builder::new();
1320     ///
1321     /// let join_handle: thread::JoinHandle<_> = builder.spawn(|| {
1322     ///     // some work here
1323     /// }).unwrap();
1324     /// join_handle.join().expect("Couldn't join on the associated thread");
1325     /// ```
1326     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
1327     pub fn join(mut self) -> Result<T> {
1328         self.0.join()
1329     }
1330 }
1331
1332 impl<T> AsInner<imp::Thread> for JoinHandle<T> {
1333     fn as_inner(&self) -> &imp::Thread { self.0.native.as_ref().unwrap() }
1334 }
1335
1336 impl<T> IntoInner<imp::Thread> for JoinHandle<T> {
1337     fn into_inner(self) -> imp::Thread { self.0.native.unwrap() }
1338 }
1339
1340 #[stable(feature = "std_debug", since = "1.16.0")]
1341 impl<T> fmt::Debug for JoinHandle<T> {
1342     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
1343         f.pad("JoinHandle { .. }")
1344     }
1345 }
1346
1347 fn _assert_sync_and_send() {
1348     fn _assert_both<T: Send + Sync>() {}
1349     _assert_both::<JoinHandle<()>>();
1350     _assert_both::<Thread>();
1351 }
1352
1353 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1354 // Tests
1355 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1356
1357 #[cfg(all(test, not(target_os = "emscripten")))]
1358 mod tests {
1359     use any::Any;
1360     use sync::mpsc::{channel, Sender};
1361     use result;
1362     use super::{Builder};
1363     use thread;
1364     use time::Duration;
1365     use u32;
1366
1367     // !!! These tests are dangerous. If something is buggy, they will hang, !!!
1368     // !!! instead of exiting cleanly. This might wedge the buildbots.       !!!
1369
1370     #[test]
1371     fn test_unnamed_thread() {
1372         thread::spawn(move|| {
1373             assert!(thread::current().name().is_none());
1374         }).join().ok().unwrap();
1375     }
1376
1377     #[test]
1378     fn test_named_thread() {
1379         Builder::new().name("ada lovelace".to_string()).spawn(move|| {
1380             assert!(thread::current().name().unwrap() == "ada lovelace".to_string());
1381         }).unwrap().join().unwrap();
1382     }
1383
1384     #[test]
1385     #[should_panic]
1386     fn test_invalid_named_thread() {
1387         let _ = Builder::new().name("ada l\0velace".to_string()).spawn(|| {});
1388     }
1389
1390     #[test]
1391     fn test_run_basic() {
1392         let (tx, rx) = channel();
1393         thread::spawn(move|| {
1394             tx.send(()).unwrap();
1395         });
1396         rx.recv().unwrap();
1397     }
1398
1399     #[test]
1400     fn test_join_panic() {
1401         match thread::spawn(move|| {
1402             panic!()
1403         }).join() {
1404             result::Result::Err(_) => (),
1405             result::Result::Ok(()) => panic!()
1406         }
1407     }
1408
1409     #[test]
1410     fn test_spawn_sched() {
1411         let (tx, rx) = channel();
1412
1413         fn f(i: i32, tx: Sender<()>) {
1414             let tx = tx.clone();
1415             thread::spawn(move|| {
1416                 if i == 0 {
1417                     tx.send(()).unwrap();
1418                 } else {
1419                     f(i - 1, tx);
1420                 }
1421             });
1422
1423         }
1424         f(10, tx);
1425         rx.recv().unwrap();
1426     }
1427
1428     #[test]
1429     fn test_spawn_sched_childs_on_default_sched() {
1430         let (tx, rx) = channel();
1431
1432         thread::spawn(move|| {
1433             thread::spawn(move|| {
1434                 tx.send(()).unwrap();
1435             });
1436         });
1437
1438         rx.recv().unwrap();
1439     }
1440
1441     fn avoid_copying_the_body<F>(spawnfn: F) where F: FnOnce(Box<Fn() + Send>) {
1442         let (tx, rx) = channel();
1443
1444         let x: Box<_> = box 1;
1445         let x_in_parent = (&*x) as *const i32 as usize;
1446
1447         spawnfn(Box::new(move|| {
1448             let x_in_child = (&*x) as *const i32 as usize;
1449             tx.send(x_in_child).unwrap();
1450         }));
1451
1452         let x_in_child = rx.recv().unwrap();
1453         assert_eq!(x_in_parent, x_in_child);
1454     }
1455
1456     #[test]
1457     fn test_avoid_copying_the_body_spawn() {
1458         avoid_copying_the_body(|v| {
1459             thread::spawn(move || v());
1460         });
1461     }
1462
1463     #[test]
1464     fn test_avoid_copying_the_body_thread_spawn() {
1465         avoid_copying_the_body(|f| {
1466             thread::spawn(move|| {
1467                 f();
1468             });
1469         })
1470     }
1471
1472     #[test]
1473     fn test_avoid_copying_the_body_join() {
1474         avoid_copying_the_body(|f| {
1475             let _ = thread::spawn(move|| {
1476                 f()
1477             }).join();
1478         })
1479     }
1480
1481     #[test]
1482     fn test_child_doesnt_ref_parent() {
1483         // If the child refcounts the parent thread, this will stack overflow when
1484         // climbing the thread tree to dereference each ancestor. (See #1789)
1485         // (well, it would if the constant were 8000+ - I lowered it to be more
1486         // valgrind-friendly. try this at home, instead..!)
1487         const GENERATIONS: u32 = 16;
1488         fn child_no(x: u32) -> Box<Fn() + Send> {
1489             return Box::new(move|| {
1490                 if x < GENERATIONS {
1491                     thread::spawn(move|| child_no(x+1)());
1492                 }
1493             });
1494         }
1495         thread::spawn(|| child_no(0)());
1496     }
1497
1498     #[test]
1499     fn test_simple_newsched_spawn() {
1500         thread::spawn(move || {});
1501     }
1502
1503     #[test]
1504     fn test_try_panic_message_static_str() {
1505         match thread::spawn(move|| {
1506             panic!("static string");
1507         }).join() {
1508             Err(e) => {
1509                 type T = &'static str;
1510                 assert!(e.is::<T>());
1511                 assert_eq!(*e.downcast::<T>().unwrap(), "static string");
1512             }
1513             Ok(()) => panic!()
1514         }
1515     }
1516
1517     #[test]
1518     fn test_try_panic_message_owned_str() {
1519         match thread::spawn(move|| {
1520             panic!("owned string".to_string());
1521         }).join() {
1522             Err(e) => {
1523                 type T = String;
1524                 assert!(e.is::<T>());
1525                 assert_eq!(*e.downcast::<T>().unwrap(), "owned string".to_string());
1526             }
1527             Ok(()) => panic!()
1528         }
1529     }
1530
1531     #[test]
1532     fn test_try_panic_message_any() {
1533         match thread::spawn(move|| {
1534             panic!(box 413u16 as Box<Any + Send>);
1535         }).join() {
1536             Err(e) => {
1537                 type T = Box<Any + Send>;
1538                 assert!(e.is::<T>());
1539                 let any = e.downcast::<T>().unwrap();
1540                 assert!(any.is::<u16>());
1541                 assert_eq!(*any.downcast::<u16>().unwrap(), 413);
1542             }
1543             Ok(()) => panic!()
1544         }
1545     }
1546
1547     #[test]
1548     fn test_try_panic_message_unit_struct() {
1549         struct Juju;
1550
1551         match thread::spawn(move|| {
1552             panic!(Juju)
1553         }).join() {
1554             Err(ref e) if e.is::<Juju>() => {}
1555             Err(_) | Ok(()) => panic!()
1556         }
1557     }
1558
1559     #[test]
1560     fn test_park_timeout_unpark_before() {
1561         for _ in 0..10 {
1562             thread::current().unpark();
1563             thread::park_timeout(Duration::from_millis(u32::MAX as u64));
1564         }
1565     }
1566
1567     #[test]
1568     fn test_park_timeout_unpark_not_called() {
1569         for _ in 0..10 {
1570             thread::park_timeout(Duration::from_millis(10));
1571         }
1572     }
1573
1574     #[test]
1575     fn test_park_timeout_unpark_called_other_thread() {
1576         for _ in 0..10 {
1577             let th = thread::current();
1578
1579             let _guard = thread::spawn(move || {
1580                 super::sleep(Duration::from_millis(50));
1581                 th.unpark();
1582             });
1583
1584             thread::park_timeout(Duration::from_millis(u32::MAX as u64));
1585         }
1586     }
1587
1588     #[test]
1589     fn sleep_ms_smoke() {
1590         thread::sleep(Duration::from_millis(2));
1591     }
1592
1593     #[test]
1594     fn test_thread_id_equal() {
1595         assert!(thread::current().id() == thread::current().id());
1596     }
1597
1598     #[test]
1599     fn test_thread_id_not_equal() {
1600         let spawned_id = thread::spawn(|| thread::current().id()).join().unwrap();
1601         assert!(thread::current().id() != spawned_id);
1602     }
1603
1604     // NOTE: the corresponding test for stderr is in run-pass/thread-stderr, due
1605     // to the test harness apparently interfering with stderr configuration.
1606 }