]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libstd/thread/mod.rs
dbb7d3233bc39a95086ee4f5048461123af725d1
[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.
17 //!
18 //! Communication between threads can be done through
19 //! [channels](../../std/sync/mpsc/index.html), Rust's message-passing
20 //! 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,
25 //! [`Arc`](../../std/sync/struct.Arc.html).
26 //!
27 //! Fatal logic errors in Rust cause *thread panic*, during which
28 //! a thread will unwind the stack, running destructors and freeing
29 //! owned resources. Thread panic is unrecoverable from within
30 //! the panicking thread (i.e. there is no 'try/catch' in Rust), but
31 //! the panic may optionally be detected from a different thread. If
32 //! the main thread panics, the application will exit with a non-zero
33 //! exit code.
34 //!
35 //! When the main thread of a Rust program terminates, the entire program shuts
36 //! down, even if other threads are still running. However, this module provides
37 //! convenient facilities for automatically waiting for the termination of a
38 //! child thread (i.e., join).
39 //!
40 //! ## The `Thread` type
41 //!
42 //! Threads are represented via the `Thread` type, which you can
43 //! get in one of two ways:
44 //!
45 //! * By spawning a new thread, e.g. using the `thread::spawn` function.
46 //! * By requesting the current thread, using the `thread::current` function.
47 //!
48 //! Threads can be named, and provide some built-in support for low-level
49 //! synchronization (described below).
50 //!
51 //! The `thread::current()` function is available even for threads not spawned
52 //! by the APIs of this module.
53 //!
54 //! ## Spawning a thread
55 //!
56 //! A new thread can be spawned using the `thread::spawn` function:
57 //!
58 //! ```rust
59 //! use std::thread;
60 //!
61 //! thread::spawn(move || {
62 //!     // some work here
63 //! });
64 //! ```
65 //!
66 //! In this example, the spawned thread is "detached" from the current
67 //! thread. This means that it can outlive its parent (the thread that spawned
68 //! it), unless this parent is the main thread.
69 //!
70 //! The parent thread can also wait on the completion of the child
71 //! thread; a call to `spawn` produces a `JoinHandle`, which provides
72 //! a `join` method for waiting:
73 //!
74 //! ```rust
75 //! use std::thread;
76 //!
77 //! let child = thread::spawn(move || {
78 //!     // some work here
79 //! });
80 //! // some work here
81 //! let res = child.join();
82 //! ```
83 //!
84 //! The `join` method returns a `Result` containing `Ok` of the final
85 //! value produced by the child thread, or `Err` of the value given to
86 //! a call to `panic!` if the child panicked.
87 //!
88 //! ## Scoped threads
89 //!
90 //! The `spawn` method does not allow the child and parent threads to
91 //! share any stack data, since that is not safe in general. However,
92 //! `scoped` makes it possible to share the parent's stack by forcing
93 //! a join before any relevant stack frames are popped:
94 //!
95 //! ```rust
96 //! # #![feature(scoped)]
97 //! use std::thread;
98 //!
99 //! let guard = thread::scoped(move || {
100 //!     // some work here
101 //! });
102 //!
103 //! // do some other work in the meantime
104 //! let output = guard.join();
105 //! ```
106 //!
107 //! The `scoped` function doesn't return a `Thread` directly; instead,
108 //! it returns a *join guard*. The join guard is an RAII-style guard
109 //! that will automatically join the child thread (block until it
110 //! terminates) when it is dropped. You can join the child thread in
111 //! advance by calling the `join` method on the guard, which will also
112 //! return the result produced by the thread.  A handle to the thread
113 //! itself is available via the `thread` method of the join guard.
114 //!
115 //! ## Configuring threads
116 //!
117 //! A new thread can be configured before it is spawned via the `Builder` type,
118 //! which currently allows you to set the name and stack size for the child thread:
119 //!
120 //! ```rust
121 //! # #![allow(unused_must_use)]
122 //! use std::thread;
123 //!
124 //! thread::Builder::new().name("child1".to_string()).spawn(move || {
125 //!     println!("Hello, world!");
126 //! });
127 //! ```
128 //!
129 //! ## Blocking support: park and unpark
130 //!
131 //! Every thread is equipped with some basic low-level blocking support, via the
132 //! `park` and `unpark` functions.
133 //!
134 //! Conceptually, each `Thread` handle has an associated token, which is
135 //! initially not present:
136 //!
137 //! * The `thread::park()` function blocks the current thread unless or until
138 //!   the token is available for its thread handle, at which point it atomically
139 //!   consumes the token. It may also return *spuriously*, without consuming the
140 //!   token. `thread::park_timeout()` does the same, but allows specifying a
141 //!   maximum time to block the thread for.
142 //!
143 //! * The `unpark()` method on a `Thread` atomically makes the token available
144 //!   if it wasn't already.
145 //!
146 //! In other words, each `Thread` acts a bit like a semaphore with initial count
147 //! 0, except that the semaphore is *saturating* (the count cannot go above 1),
148 //! and can return spuriously.
149 //!
150 //! The API is typically used by acquiring a handle to the current thread,
151 //! placing that handle in a shared data structure so that other threads can
152 //! find it, and then `park`ing. When some desired condition is met, another
153 //! thread calls `unpark` on the handle.
154 //!
155 //! The motivation for this design is twofold:
156 //!
157 //! * It avoids the need to allocate mutexes and condvars when building new
158 //!   synchronization primitives; the threads already provide basic blocking/signaling.
159 //!
160 //! * It can be implemented very efficiently on many platforms.
161 //!
162 //! ## Thread-local storage
163 //!
164 //! This module also provides an implementation of thread local storage for Rust
165 //! programs. Thread local storage is a method of storing data into a global
166 //! variable which each thread in the program will have its own copy of.
167 //! Threads do not share this data, so accesses do not need to be synchronized.
168 //!
169 //! At a high level, this module provides two variants of storage:
170 //!
171 //! * Owned thread-local storage. This is a type of thread local key which
172 //!   owns the value that it contains, and will destroy the value when the
173 //!   thread exits. This variant is created with the `thread_local!` macro and
174 //!   can contain any value which is `'static` (no borrowed pointers).
175 //!
176 //! * Scoped thread-local storage. This type of key is used to store a reference
177 //!   to a value into local storage temporarily for the scope of a function
178 //!   call. There are no restrictions on what types of values can be placed
179 //!   into this key.
180 //!
181 //! Both forms of thread local storage provide an accessor function, `with`,
182 //! which will yield a shared reference to the value to the specified
183 //! closure. Thread-local keys only allow shared access to values as there is no
184 //! way to guarantee uniqueness if a mutable borrow was allowed. Most values
185 //! will want to make use of some form of **interior mutability** through the
186 //! `Cell` or `RefCell` types.
187
188 #![stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
189
190 use prelude::v1::*;
191
192 use alloc::boxed::FnBox;
193 use any::Any;
194 use cell::UnsafeCell;
195 use fmt;
196 use io;
197 use marker::PhantomData;
198 use rt::{self, unwind};
199 use sync::{Mutex, Condvar, Arc};
200 use sys::thread as imp;
201 use sys_common::{stack, thread_info};
202 use time::Duration;
203
204 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
205 // Thread-local storage
206 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
207
208 #[macro_use] mod local;
209 #[macro_use] mod scoped_tls;
210
211 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
212 pub use self::local::{LocalKey, LocalKeyState};
213
214 #[unstable(feature = "scoped_tls",
215             reason = "scoped TLS has yet to have wide enough use to fully \
216                       consider stabilizing its interface")]
217 pub use self::scoped_tls::ScopedKey;
218
219 #[doc(hidden)] pub use self::local::__KeyInner as __LocalKeyInner;
220 #[doc(hidden)] pub use self::scoped_tls::__KeyInner as __ScopedKeyInner;
221
222 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
223 // Builder
224 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
225
226 /// Thread configuration. Provides detailed control over the properties
227 /// and behavior of new threads.
228 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
229 pub struct Builder {
230     // A name for the thread-to-be, for identification in panic messages
231     name: Option<String>,
232     // The size of the stack for the spawned thread
233     stack_size: Option<usize>,
234 }
235
236 impl Builder {
237     /// Generates the base configuration for spawning a thread, from which
238     /// configuration methods can be chained.
239     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
240     pub fn new() -> Builder {
241         Builder {
242             name: None,
243             stack_size: None,
244         }
245     }
246
247     /// Names the thread-to-be. Currently the name is used for identification
248     /// only in panic messages.
249     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
250     pub fn name(mut self, name: String) -> Builder {
251         self.name = Some(name);
252         self
253     }
254
255     /// Sets the size of the stack for the new thread.
256     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
257     pub fn stack_size(mut self, size: usize) -> Builder {
258         self.stack_size = Some(size);
259         self
260     }
261
262     /// Spawns a new thread, and returns a join handle for it.
263     ///
264     /// The child thread may outlive the parent (unless the parent thread
265     /// is the main thread; the whole process is terminated when the main
266     /// thread finishes). The join handle can be used to block on
267     /// termination of the child thread, including recovering its panics.
268     ///
269     /// # Errors
270     ///
271     /// Unlike the `spawn` free function, this method yields an
272     /// `io::Result` to capture any failure to create the thread at
273     /// the OS level.
274     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
275     pub fn spawn<F, T>(self, f: F) -> io::Result<JoinHandle<T>> where
276         F: FnOnce() -> T, F: Send + 'static, T: Send + 'static
277     {
278         unsafe {
279             self.spawn_inner(Box::new(f)).map(JoinHandle)
280         }
281     }
282
283     /// Spawns a new child thread that must be joined within a given
284     /// scope, and returns a `JoinGuard`.
285     ///
286     /// The join guard can be used to explicitly join the child thread (via
287     /// `join`), returning `Result<T>`, or it will implicitly join the child
288     /// upon being dropped. Because the child thread may refer to data on the
289     /// current thread's stack (hence the "scoped" name), it cannot be detached;
290     /// it *must* be joined before the relevant stack frame is popped. See the
291     /// module documentation for additional details.
292     ///
293     /// # Errors
294     ///
295     /// Unlike the `scoped` free function, this method yields an
296     /// `io::Result` to capture any failure to create the thread at
297     /// the OS level.
298     #[unstable(feature = "scoped",
299                reason = "memory unsafe if destructor is avoided, see #24292")]
300     #[deprecated(since = "1.2.0",
301                  reason = "this unsafe API is unlikely to ever be stabilized \
302                            in this form")]
303     pub fn scoped<'a, T, F>(self, f: F) -> io::Result<JoinGuard<'a, T>> where
304         T: Send + 'a, F: FnOnce() -> T, F: Send + 'a
305     {
306         unsafe {
307             self.spawn_inner(Box::new(f)).map(|inner| {
308                 JoinGuard { inner: inner, _marker: PhantomData }
309             })
310         }
311     }
312
313     // NB: this function is unsafe as the lifetime parameter of the code to run
314     //     in the new thread is not tied into the return value, and the return
315     //     value must not outlast that lifetime.
316     unsafe fn spawn_inner<'a, T: Send>(self, f: Box<FnBox() -> T + Send + 'a>)
317                                        -> io::Result<JoinInner<T>> {
318         let Builder { name, stack_size } = self;
319
320         let stack_size = stack_size.unwrap_or(rt::min_stack());
321
322         let my_thread = Thread::new(name);
323         let their_thread = my_thread.clone();
324
325         let my_packet = Arc::new(UnsafeCell::new(None));
326         let their_packet = my_packet.clone();
327
328         // Spawning a new OS thread guarantees that __morestack will never get
329         // triggered, but we must manually set up the actual stack bounds once
330         // this function starts executing. This raises the lower limit by a bit
331         // because by the time that this function is executing we've already
332         // consumed at least a little bit of stack (we don't know the exact byte
333         // address at which our stack started).
334         let main = move || {
335             let something_around_the_top_of_the_stack = 1;
336             let addr = &something_around_the_top_of_the_stack as *const i32;
337             let my_stack_top = addr as usize;
338             let my_stack_bottom = my_stack_top - stack_size + 1024;
339             stack::record_os_managed_stack_bounds(my_stack_bottom, my_stack_top);
340
341             if let Some(name) = their_thread.name() {
342                 imp::Thread::set_name(name);
343             }
344             thread_info::set(imp::guard::current(), their_thread);
345
346             let mut output = None;
347             let try_result = {
348                 let ptr = &mut output;
349                 unwind::try(move || *ptr = Some(f()))
350             };
351             *their_packet.get() = Some(try_result.map(|()| {
352                 output.unwrap()
353             }));
354         };
355
356         Ok(JoinInner {
357             native: Some(try!(imp::Thread::new(stack_size, Box::new(main)))),
358             thread: my_thread,
359             packet: Packet(my_packet),
360         })
361     }
362 }
363
364 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
365 // Free functions
366 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
367
368 /// Spawns a new thread, returning a `JoinHandle` for it.
369 ///
370 /// The join handle will implicitly *detach* the child thread upon being
371 /// dropped. In this case, the child thread may outlive the parent (unless
372 /// the parent thread is the main thread; the whole process is terminated when
373 /// the main thread finishes.) Additionally, the join handle provides a `join`
374 /// method that can be used to join the child thread. If the child thread
375 /// panics, `join` will return an `Err` containing the argument given to
376 /// `panic`.
377 ///
378 /// # Panics
379 ///
380 /// Panics if the OS fails to create a thread; use `Builder::spawn`
381 /// to recover from such errors.
382 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
383 pub fn spawn<F, T>(f: F) -> JoinHandle<T> where
384     F: FnOnce() -> T, F: Send + 'static, T: Send + 'static
385 {
386     Builder::new().spawn(f).unwrap()
387 }
388
389 /// Spawns a new *scoped* thread, returning a `JoinGuard` for it.
390 ///
391 /// The join guard can be used to explicitly join the child thread (via
392 /// `join`), returning `Result<T>`, or it will implicitly join the child
393 /// upon being dropped. Because the child thread may refer to data on the
394 /// current thread's stack (hence the "scoped" name), it cannot be detached;
395 /// it *must* be joined before the relevant stack frame is popped. See the
396 /// module documentation for additional details.
397 ///
398 /// # Panics
399 ///
400 /// Panics if the OS fails to create a thread; use `Builder::scoped`
401 /// to recover from such errors.
402 #[unstable(feature = "scoped",
403            reason = "memory unsafe if destructor is avoided, see #24292")]
404 #[deprecated(since = "1.2.0",
405              reason = "this unsafe API is unlikely to ever be stabilized \
406                        in this form")]
407 #[allow(deprecated)]
408 pub fn scoped<'a, T, F>(f: F) -> JoinGuard<'a, T> where
409     T: Send + 'a, F: FnOnce() -> T, F: Send + 'a
410 {
411     Builder::new().scoped(f).unwrap()
412 }
413
414 /// Gets a handle to the thread that invokes it.
415 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
416 pub fn current() -> Thread {
417     thread_info::current_thread().expect("use of std::thread::current() is not \
418                                           possible after the thread's local \
419                                           data has been destroyed")
420 }
421
422 /// Cooperatively gives up a timeslice to the OS scheduler.
423 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
424 pub fn yield_now() {
425     imp::Thread::yield_now()
426 }
427
428 /// Determines whether the current thread is unwinding because of panic.
429 #[inline]
430 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
431 pub fn panicking() -> bool {
432     unwind::panicking()
433 }
434
435 /// Invokes a closure, capturing the cause of panic if one occurs.
436 ///
437 /// This function will return `Ok(())` if the closure does not panic, and will
438 /// return `Err(cause)` if the closure panics. The `cause` returned is the
439 /// object with which panic was originally invoked.
440 ///
441 /// It is currently undefined behavior to unwind from Rust code into foreign
442 /// code, so this function is particularly useful when Rust is called from
443 /// another language (normally C). This can run arbitrary Rust code, capturing a
444 /// panic and allowing a graceful handling of the error.
445 ///
446 /// It is **not** recommended to use this function for a general try/catch
447 /// mechanism. The `Result` type is more appropriate to use for functions that
448 /// can fail on a regular basis.
449 ///
450 /// The closure provided is required to adhere to the `'static` bound to ensure
451 /// that it cannot reference data in the parent stack frame, mitigating problems
452 /// with exception safety. Furthermore, a `Send` bound is also required,
453 /// providing the same safety guarantees as `thread::spawn` (ensuring the
454 /// closure is properly isolated from the parent).
455 ///
456 /// # Examples
457 ///
458 /// ```
459 /// # #![feature(catch_panic)]
460 /// use std::thread;
461 ///
462 /// let result = thread::catch_panic(|| {
463 ///     println!("hello!");
464 /// });
465 /// assert!(result.is_ok());
466 ///
467 /// let result = thread::catch_panic(|| {
468 ///     panic!("oh no!");
469 /// });
470 /// assert!(result.is_err());
471 /// ```
472 #[unstable(feature = "catch_panic", reason = "recent API addition")]
473 pub fn catch_panic<F, R>(f: F) -> Result<R>
474     where F: FnOnce() -> R + Send + 'static
475 {
476     let mut result = None;
477     unsafe {
478         let result = &mut result;
479         try!(::rt::unwind::try(move || *result = Some(f())))
480     }
481     Ok(result.unwrap())
482 }
483
484 /// Puts the current thread to sleep for the specified amount of time.
485 ///
486 /// The thread may sleep longer than the duration specified due to scheduling
487 /// specifics or platform-dependent functionality. Note that on unix platforms
488 /// this function will not return early due to a signal being received or a
489 /// spurious wakeup.
490 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
491 pub fn sleep_ms(ms: u32) {
492     sleep(Duration::from_millis(ms as u64))
493 }
494
495 /// Puts the current thread to sleep for the specified amount of time.
496 ///
497 /// The thread may sleep longer than the duration specified due to scheduling
498 /// specifics or platform-dependent functionality.
499 ///
500 /// # Platform behavior
501 ///
502 /// On Unix platforms this function will not return early due to a
503 /// signal being received or a spurious wakeup. Platforms which do not support
504 /// nanosecond precision for sleeping will have `dur` rounded up to the nearest
505 /// granularity of time they can sleep for.
506 #[unstable(feature = "thread_sleep", reason = "waiting on Duration")]
507 pub fn sleep(dur: Duration) {
508     imp::Thread::sleep(dur)
509 }
510
511 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available (may wake spuriously).
512 ///
513 /// See the module doc for more detail.
514 //
515 // The implementation currently uses the trivial strategy of a Mutex+Condvar
516 // with wakeup flag, which does not actually allow spurious wakeups. In the
517 // future, this will be implemented in a more efficient way, perhaps along the lines of
518 //   http://cr.openjdk.java.net/~stefank/6989984.1/raw_files/new/src/os/linux/vm/os_linux.cpp
519 // or futuxes, and in either case may allow spurious wakeups.
520 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
521 pub fn park() {
522     let thread = current();
523     let mut guard = thread.inner.lock.lock().unwrap();
524     while !*guard {
525         guard = thread.inner.cvar.wait(guard).unwrap();
526     }
527     *guard = false;
528 }
529
530 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available or
531 /// the specified duration has been reached (may wake spuriously).
532 ///
533 /// The semantics of this function are equivalent to `park()` except that the
534 /// thread will be blocked for roughly no longer than *ms*. This method
535 /// should not be used for precise timing due to anomalies such as
536 /// preemption or platform differences that may not cause the maximum
537 /// amount of time waited to be precisely *ms* long.
538 ///
539 /// See the module doc for more detail.
540 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
541 pub fn park_timeout_ms(ms: u32) {
542     park_timeout(Duration::from_millis(ms as u64))
543 }
544
545 /// Blocks unless or until the current thread's token is made available or
546 /// the specified duration has been reached (may wake spuriously).
547 ///
548 /// The semantics of this function are equivalent to `park()` except that the
549 /// thread will be blocked for roughly no longer than *dur*. This method
550 /// should not be used for precise timing due to anomalies such as
551 /// preemption or platform differences that may not cause the maximum
552 /// amount of time waited to be precisely *dur* long.
553 ///
554 /// See the module doc for more detail.
555 ///
556 /// # Platform behavior
557 ///
558 /// Platforms which do not support nanosecond precision for sleeping will have
559 /// `dur` rounded up to the nearest granularity of time they can sleep for.
560 #[unstable(feature = "park_timeout", reason = "waiting on Duration")]
561 pub fn park_timeout(dur: Duration) {
562     let thread = current();
563     let mut guard = thread.inner.lock.lock().unwrap();
564     if !*guard {
565         let (g, _) = thread.inner.cvar.wait_timeout(guard, dur).unwrap();
566         guard = g;
567     }
568     *guard = false;
569 }
570
571 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
572 // Thread
573 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
574
575 /// The internal representation of a `Thread` handle
576 struct Inner {
577     name: Option<String>,
578     lock: Mutex<bool>,          // true when there is a buffered unpark
579     cvar: Condvar,
580 }
581
582 #[derive(Clone)]
583 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
584 /// A handle to a thread.
585 pub struct Thread {
586     inner: Arc<Inner>,
587 }
588
589 impl Thread {
590     // Used only internally to construct a thread object without spawning
591     fn new(name: Option<String>) -> Thread {
592         Thread {
593             inner: Arc::new(Inner {
594                 name: name,
595                 lock: Mutex::new(false),
596                 cvar: Condvar::new(),
597             })
598         }
599     }
600
601     /// Atomically makes the handle's token available if it is not already.
602     ///
603     /// See the module doc for more detail.
604     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
605     pub fn unpark(&self) {
606         let mut guard = self.inner.lock.lock().unwrap();
607         if !*guard {
608             *guard = true;
609             self.inner.cvar.notify_one();
610         }
611     }
612
613     /// Gets the thread's name.
614     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
615     pub fn name(&self) -> Option<&str> {
616         self.inner.name.as_ref().map(|s| &**s)
617     }
618 }
619
620 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
621 impl fmt::Debug for Thread {
622     fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
623         fmt::Debug::fmt(&self.name(), f)
624     }
625 }
626
627 // a hack to get around privacy restrictions
628 impl thread_info::NewThread for Thread {
629     fn new(name: Option<String>) -> Thread { Thread::new(name) }
630 }
631
632 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
633 // JoinHandle and JoinGuard
634 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
635
636 /// Indicates the manner in which a thread exited.
637 ///
638 /// A thread that completes without panicking is considered to exit successfully.
639 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
640 pub type Result<T> = ::result::Result<T, Box<Any + Send + 'static>>;
641
642 // This packet is used to communicate the return value between the child thread
643 // and the parent thread. Memory is shared through the `Arc` within and there's
644 // no need for a mutex here because synchronization happens with `join()` (the
645 // parent thread never reads this packet until the child has exited).
646 //
647 // This packet itself is then stored into a `JoinInner` which in turns is placed
648 // in `JoinHandle` and `JoinGuard`. Due to the usage of `UnsafeCell` we need to
649 // manually worry about impls like Send and Sync. The type `T` should
650 // already always be Send (otherwise the thread could not have been created) and
651 // this type is inherently Sync because no methods take &self. Regardless,
652 // however, we add inheriting impls for Send/Sync to this type to ensure it's
653 // Send/Sync and that future modifications will still appropriately classify it.
654 struct Packet<T>(Arc<UnsafeCell<Option<Result<T>>>>);
655
656 unsafe impl<T: Send> Send for Packet<T> {}
657 unsafe impl<T: Sync> Sync for Packet<T> {}
658
659 /// Inner representation for JoinHandle and JoinGuard
660 struct JoinInner<T> {
661     native: Option<imp::Thread>,
662     thread: Thread,
663     packet: Packet<T>,
664 }
665
666 impl<T> JoinInner<T> {
667     fn join(&mut self) -> Result<T> {
668         self.native.take().unwrap().join();
669         unsafe {
670             (*self.packet.0.get()).take().unwrap()
671         }
672     }
673 }
674
675 /// An owned permission to join on a thread (block on its termination).
676 ///
677 /// Unlike a `JoinGuard`, a `JoinHandle` *detaches* the child thread
678 /// when it is dropped, rather than automatically joining on drop.
679 ///
680 /// Due to platform restrictions, it is not possible to `Clone` this
681 /// handle: the ability to join a child thread is a uniquely-owned
682 /// permission.
683 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
684 pub struct JoinHandle<T>(JoinInner<T>);
685
686 impl<T> JoinHandle<T> {
687     /// Extracts a handle to the underlying thread
688     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
689     pub fn thread(&self) -> &Thread {
690         &self.0.thread
691     }
692
693     /// Waits for the associated thread to finish.
694     ///
695     /// If the child thread panics, `Err` is returned with the parameter given
696     /// to `panic`.
697     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
698     pub fn join(mut self) -> Result<T> {
699         self.0.join()
700     }
701 }
702
703 /// An RAII-style guard that will block until thread termination when dropped.
704 ///
705 /// The type `T` is the return type for the thread's main function.
706 ///
707 /// Joining on drop is necessary to ensure memory safety when stack
708 /// data is shared between a parent and child thread.
709 ///
710 /// Due to platform restrictions, it is not possible to `Clone` this
711 /// handle: the ability to join a child thread is a uniquely-owned
712 /// permission.
713 #[must_use = "thread will be immediately joined if `JoinGuard` is not used"]
714 #[unstable(feature = "scoped",
715            reason = "memory unsafe if destructor is avoided, see #24292")]
716 pub struct JoinGuard<'a, T: Send + 'a> {
717     inner: JoinInner<T>,
718     _marker: PhantomData<&'a T>,
719 }
720
721 #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
722 unsafe impl<'a, T: Send + 'a> Sync for JoinGuard<'a, T> {}
723
724 impl<'a, T: Send + 'a> JoinGuard<'a, T> {
725     /// Extracts a handle to the thread this guard will join on.
726     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
727     pub fn thread(&self) -> &Thread {
728         &self.inner.thread
729     }
730
731     /// Waits for the associated thread to finish, returning the result of the
732     /// thread's calculation.
733     ///
734     /// # Panics
735     ///
736     /// Panics on the child thread are propagated by panicking the parent.
737     #[stable(feature = "rust1", since = "1.0.0")]
738     pub fn join(mut self) -> T {
739         match self.inner.join() {
740             Ok(res) => res,
741             Err(_) => panic!("child thread {:?} panicked", self.thread()),
742         }
743     }
744 }
745
746 #[unstable(feature = "scoped",
747            reason = "memory unsafe if destructor is avoided, see #24292")]
748 impl<'a, T: Send + 'a> Drop for JoinGuard<'a, T> {
749     fn drop(&mut self) {
750         if self.inner.native.is_some() && self.inner.join().is_err() {
751             panic!("child thread {:?} panicked", self.thread());
752         }
753     }
754 }
755
756 fn _assert_sync_and_send() {
757     fn _assert_both<T: Send + Sync>() {}
758     _assert_both::<JoinHandle<()>>();
759     _assert_both::<JoinGuard<()>>();
760     _assert_both::<Thread>();
761 }
762
763 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
764 // Tests
765 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
766
767 #[cfg(test)]
768 mod tests {
769     use prelude::v1::*;
770
771     use any::Any;
772     use sync::mpsc::{channel, Sender};
773     use result;
774     use super::{Builder};
775     use thread;
776     use thunk::Thunk;
777     use time::Duration;
778     use u32;
779
780     // !!! These tests are dangerous. If something is buggy, they will hang, !!!
781     // !!! instead of exiting cleanly. This might wedge the buildbots.       !!!
782
783     #[test]
784     fn test_unnamed_thread() {
785         thread::spawn(move|| {
786             assert!(thread::current().name().is_none());
787         }).join().ok().unwrap();
788     }
789
790     #[test]
791     fn test_named_thread() {
792         Builder::new().name("ada lovelace".to_string()).scoped(move|| {
793             assert!(thread::current().name().unwrap() == "ada lovelace".to_string());
794         }).unwrap().join();
795     }
796
797     #[test]
798     fn test_run_basic() {
799         let (tx, rx) = channel();
800         thread::spawn(move|| {
801             tx.send(()).unwrap();
802         });
803         rx.recv().unwrap();
804     }
805
806     #[test]
807     fn test_join_success() {
808         assert!(thread::scoped(move|| -> String {
809             "Success!".to_string()
810         }).join() == "Success!");
811     }
812
813     #[test]
814     fn test_join_panic() {
815         match thread::spawn(move|| {
816             panic!()
817         }).join() {
818             result::Result::Err(_) => (),
819             result::Result::Ok(()) => panic!()
820         }
821     }
822
823     #[test]
824     fn test_scoped_success() {
825         let res = thread::scoped(move|| -> String {
826             "Success!".to_string()
827         }).join();
828         assert!(res == "Success!");
829     }
830
831     #[test]
832     #[should_panic]
833     fn test_scoped_panic() {
834         thread::scoped(|| panic!()).join();
835     }
836
837     #[test]
838     #[should_panic]
839     fn test_scoped_implicit_panic() {
840         let _ = thread::scoped(|| panic!());
841     }
842
843     #[test]
844     fn test_spawn_sched() {
845         use clone::Clone;
846
847         let (tx, rx) = channel();
848
849         fn f(i: i32, tx: Sender<()>) {
850             let tx = tx.clone();
851             thread::spawn(move|| {
852                 if i == 0 {
853                     tx.send(()).unwrap();
854                 } else {
855                     f(i - 1, tx);
856                 }
857             });
858
859         }
860         f(10, tx);
861         rx.recv().unwrap();
862     }
863
864     #[test]
865     fn test_spawn_sched_childs_on_default_sched() {
866         let (tx, rx) = channel();
867
868         thread::spawn(move|| {
869             thread::spawn(move|| {
870                 tx.send(()).unwrap();
871             });
872         });
873
874         rx.recv().unwrap();
875     }
876
877     fn avoid_copying_the_body<F>(spawnfn: F) where F: FnOnce(Thunk<'static>) {
878         let (tx, rx) = channel();
879
880         let x: Box<_> = box 1;
881         let x_in_parent = (&*x) as *const i32 as usize;
882
883         spawnfn(Box::new(move|| {
884             let x_in_child = (&*x) as *const i32 as usize;
885             tx.send(x_in_child).unwrap();
886         }));
887
888         let x_in_child = rx.recv().unwrap();
889         assert_eq!(x_in_parent, x_in_child);
890     }
891
892     #[test]
893     fn test_avoid_copying_the_body_spawn() {
894         avoid_copying_the_body(|v| {
895             thread::spawn(move || v());
896         });
897     }
898
899     #[test]
900     fn test_avoid_copying_the_body_thread_spawn() {
901         avoid_copying_the_body(|f| {
902             thread::spawn(move|| {
903                 f();
904             });
905         })
906     }
907
908     #[test]
909     fn test_avoid_copying_the_body_join() {
910         avoid_copying_the_body(|f| {
911             let _ = thread::spawn(move|| {
912                 f()
913             }).join();
914         })
915     }
916
917     #[test]
918     fn test_child_doesnt_ref_parent() {
919         // If the child refcounts the parent thread, this will stack overflow when
920         // climbing the thread tree to dereference each ancestor. (See #1789)
921         // (well, it would if the constant were 8000+ - I lowered it to be more
922         // valgrind-friendly. try this at home, instead..!)
923         const GENERATIONS: u32 = 16;
924         fn child_no(x: u32) -> Thunk<'static> {
925             return Box::new(move|| {
926                 if x < GENERATIONS {
927                     thread::spawn(move|| child_no(x+1)());
928                 }
929             });
930         }
931         thread::spawn(|| child_no(0)());
932     }
933
934     #[test]
935     fn test_simple_newsched_spawn() {
936         thread::spawn(move || {});
937     }
938
939     #[test]
940     fn test_try_panic_message_static_str() {
941         match thread::spawn(move|| {
942             panic!("static string");
943         }).join() {
944             Err(e) => {
945                 type T = &'static str;
946                 assert!(e.is::<T>());
947                 assert_eq!(*e.downcast::<T>().unwrap(), "static string");
948             }
949             Ok(()) => panic!()
950         }
951     }
952
953     #[test]
954     fn test_try_panic_message_owned_str() {
955         match thread::spawn(move|| {
956             panic!("owned string".to_string());
957         }).join() {
958             Err(e) => {
959                 type T = String;
960                 assert!(e.is::<T>());
961                 assert_eq!(*e.downcast::<T>().unwrap(), "owned string".to_string());
962             }
963             Ok(()) => panic!()
964         }
965     }
966
967     #[test]
968     fn test_try_panic_message_any() {
969         match thread::spawn(move|| {
970             panic!(box 413u16 as Box<Any + Send>);
971         }).join() {
972             Err(e) => {
973                 type T = Box<Any + Send>;
974                 assert!(e.is::<T>());
975                 let any = e.downcast::<T>().unwrap();
976                 assert!(any.is::<u16>());
977                 assert_eq!(*any.downcast::<u16>().unwrap(), 413);
978             }
979             Ok(()) => panic!()
980         }
981     }
982
983     #[test]
984     fn test_try_panic_message_unit_struct() {
985         struct Juju;
986
987         match thread::spawn(move|| {
988             panic!(Juju)
989         }).join() {
990             Err(ref e) if e.is::<Juju>() => {}
991             Err(_) | Ok(()) => panic!()
992         }
993     }
994
995     #[test]
996     fn test_park_timeout_unpark_before() {
997         for _ in 0..10 {
998             thread::current().unpark();
999             thread::park_timeout_ms(u32::MAX);
1000         }
1001     }
1002
1003     #[test]
1004     fn test_park_timeout_unpark_not_called() {
1005         for _ in 0..10 {
1006             thread::park_timeout_ms(10);
1007         }
1008     }
1009
1010     #[test]
1011     fn test_park_timeout_unpark_called_other_thread() {
1012         for _ in 0..10 {
1013             let th = thread::current();
1014
1015             let _guard = thread::spawn(move || {
1016                 super::sleep_ms(50);
1017                 th.unpark();
1018             });
1019
1020             thread::park_timeout_ms(u32::MAX);
1021         }
1022     }
1023
1024     #[test]
1025     fn sleep_ms_smoke() {
1026         thread::sleep_ms(2);
1027     }
1028
1029     // NOTE: the corresponding test for stderr is in run-pass/thread-stderr, due
1030     // to the test harness apparently interfering with stderr configuration.
1031 }