C++ 不要在析构函数中调用线程

本文通过一个示例代码分析了在析构函数中调用线程可能导致的问题。当析构函数先于线程执行,对象被释放后,线程继续尝试访问已被析构的对象,这将导致不可预测的错误,如野指针引用。代码中展示了Test对象在MyThread析构前已被销毁,从而在线程运行时引发错误。理解对象生命周期和线程同步对于避免这类问题至关重要。

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描述

  • 程序调用到析构函数中的时候,会根据变量的创建顺序执行析构。如果在析构中调用线程,并且线程中使用了其他的对象,一旦其他的对象已经被析构释放,线程在调用该对象的时候会出现意料之外的错误。看一段代码具体分析

code

#include <iostream>
#include <thread>
#include <functional>
#include <unistd.h>
#include <mutex>
using namespace std;

typedef std::function<void()> FUNC;
class MyThread
{
public:
    ~MyThread()
    {
        cout << "MyThread" << endl;
        if (thread_.joinable()) {
            thread_.join();
        }
    }

    void run(FUNC func) {
        std::thread tt([func](){
            sleep(3);
            func();
        });
        thread_ = std::move(tt);
    }

private:
    std::thread thread_;
};

class Test
{
public:
    ~Test(){
        cout << "Test" << ":" << &t << endl;
    }
    void P(){
        t += 1;
        cout << "Test" << ",value:" << t << ":" << &t << endl;
    }
private:
    int t{5};
};
int main()
{
    MyThread t;
    // std::shared_ptr<Test> test = std::make_shared<Test>();
    Test* test = new Test();
    t.run([=](){
        test->P();
    });
    delete test;
    return 0;
}

预期结果

  • 第40行输入value的值应该为6

实际结果

  • 第40行输入value的值为一个随机值
Test:0x116f010
MyThread
Test,value:18280481:0x116f010

分析

  • 我们在第53行先执行了Test的析构函数,类对象test的指针成为野指针。在之后执行MyThread的析构函数,线程执行任务,但是test对象已变成野指针,调用其成员变量将出现意料之外的错误。
C++ 中,当你创建一个线程并拥有对它的控制权时,如果你想在线程被中断(例如通过 `std::terminate` 或者手动调用 `pthread_cancel` 来 kill 线程),通常需要确保线程内的对象能够正确清理资源,包括调用它们的析构函数。你可以通过以下几种方式来实现这个目的: 1. **使用智能指针**:使用 `std::thread` 和 `std::unique_ptr`、`std::shared_ptr` 这样的 RAII(Resource Acquisition Is Initialization)工具。当 `std::unique_ptr` 指向的对象生命周期结束时(比如线程结束),析构函数会自动运行。 ```cpp std::unique_ptr<std::thread> thread(new std::thread(std::function<void()> your_function)); // ...其他操作... if (should_kill_thread) { // 使用join()等待线程结束,这时析构函数会被调用 thread->join(); } ``` 2. **自定义线程类**:如果你有自己维护的线程类,可以提供一个 `~MyThread()` 析构函数,在其中添加必要的清理代码。确保你在 `join()` 或类似操作之前终止线程,这样析构函数就会被执行。 ```cpp class MyThread : public std::thread { public: ~MyThread() override { // 清理资源代码... } // ...其他造和成员函数 }; MyThread my_thread(your_function); // ...其他操作... if (should_kill_thread) { my_thread.detach(); // 使得线程立即脱离当前栈帧,然后析构函数会在适当的时机运行 } ``` 3. **异常安全**:如果线程在执行过程中被中断,而你不确定是否已经完成清理,可以考虑使用 `catch(...)` 将异常捕获到主线程,并在那里处理。 ```cpp void* my_thread_routine(void* arg) { try { // ...线程执行代码... } catch (...) { // 如果发生错误或中断,确保清理工作 cleanup(); } return nullptr; } void cleanup() { // 清理资源... } MyThread(my_thread_routine, some_data); // ...其他操作... if (should_kill_thread) { throw std::terminate(); // 或者抛出其他中断信号 } ``` 请注意,在实际应用中,为了确保资源正确释放,最好避免直接 kill 线程,而是让它自然地完成任务,除非有特殊的安全或性能需求。
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