c++多线程在异常环境下的等待
c++11开始支持多线程编程，相关的类和函数封装在标准库头文件<thread>中，而c++多线程编程很重要的一点就是当用户创建一个std::thread对象,关联了可调用对象后,需要在该thread对象销毁前调用join()或detach()。其中join()函数用于结合线程,确保在创建该thread对象的函数退出前,该线程执行完毕;而detach()函数则表示分离线程,即让线程在后台运行,线程的所有权和控制权交给c++运行时库。若thread对象销毁前没有调用join()或detach(),则程序会被终止(thread的析构函数调用std::terminate() )。
如果用户要分离线程,那么一般情况下在线程启动后立即调用detach()即可。但若需要等待线程,那么调用join()的时机就很重要:如果线程在开始之后、调用join()之前发生了异常,则join()的调用就会被跳过。保证线程在异常环境下的等待的方法之一是使用try/catch语句块:
1 #include <thread> 2 #include <stdexcept> 3 4 using std::thread; 5 using std::runtime_error; 6 7 void func(); 8 9 void TestThread() { 10 thread thrd(func); 11 try 12 { 13 //... 14 } 15 catch (runtime_error re) 16 { 17 thrd.join(); 18 throw re; 19 } 20 thrd.join(); 21 }
但是很显然,使用try/catch语句块很罗嗦,且容易将作用域弄乱。一个更好的方法是使用资源获取即初始化(Resource Acquisition Is Initialization, RAII)的方法,RAII是C++的一种管理资源、避免泄漏的惯用法。C++标准保证任何情况下，已构造的对象最终会销毁，即它的析构函数最终会被调用。简单的说，RAII 的做法是使用一个对象，在其构造时获取资源，在对象生命期控制对资源的访问使之始终保持有效，最后在对象析构的时候释放资源。
使用RAII的代码如下:
1 #include <thread> 2 3 using std::thread; 4 5 void func(); 6 7 class Thread_RAII { 8 private: 9 thread &thrd; 10 public: 11 explicit Thread_RAII(thread &p_thrd) : thrd(p_thrd) {} 12 ~Thread_RAII() 13 { 14 if (thrd.joinable()) 15 { 16 thrd.join(); 17 } 18 } 19 Thread_RAII(const Thread_RAII &) = delete; 20 Thread_RAII & operator=(const Thread_RAII &) = delete; 21 }; 22 23 void TestThread() 24 { 25 thread thrd(func); 26 Thread_RAII tr(thrd); 27 //... 28 }
当函数TestThread()执行到末尾时,局部对象按照构造的逆序进行销毁,因此tr首先被销毁,于是其中的thrd对象被结合,即使在之前其中的某条语句执行时引发异常而退出时也是如此。
上述代码还有两点需要注意：
①析构函数在调用join()之前需要检查thrd是否是joinable()的,因为对于一个线程,join()只能调用一次。
②Thread_RAII类的拷贝构造函数及拷贝复制运算符是删除的,这是因为thread对象和unique_ptr一样是不可拷贝的(但可以移动)。
