c++ - 不会为所有 thread_local 对象调用析构函数

Question

我在 GCC 6.2.0 和 C++1z 下使用 OpenMP。我尝试使用在需要时在线程内部创建的 thread_local 对象。 thread_local 对象几乎可以正常工作，但似乎只为一个线程调用析构函数。我可以用下面的代码模拟这个问题。代码是否使用了一些不允许的功能，或者 GCC 实现是否可能存在一些问题？

#include <iostream>
#include <memory>
#include <mutex>
#include <thread>
#include <sstream>

std::mutex g_cerr_mutex;

struct X {
    std::string name_;

    X() {
            std::stringstream ss;
            ss << std::this_thread::get_id();
            name_ = ss.str();
    }

    ~X() noexcept {
            std::lock_guard<std::mutex> guard(g_cerr_mutex);
            std::cerr << "Destructing: " << name_ << std::endl;
    }
};

int main(void) {
    static thread_local std::unique_ptr<X> ptr;

    #pragma omp parallel for
    for (unsigned x = 0; x < 32; ++x) {
            if (!ptr) {
                    ptr.reset(new X);
            }
            std::lock_guard<std::mutex> guard(g_cerr_mutex);
            std::cerr << std::this_thread::get_id() << " : " <<  static_cast<void*>(ptr.get()) << std::endl;
    }

    return 0;
}

代码是在4核i7 CPU的linux下编译构建的。编译命令看起来像这样:

$ g++ -std=gnu++1z -fopenmp -Wall -Werror -Ofast -pthread -c omp.cpp 
$ g++ -std=gnu++1z -fopenmp -Wall -Werror -Ofast -pthread omp.o -o omp

程序的输出看起来是这样的:

139868398491392 : 0x7f35780008c0 
139868398491392 : 0x7f35780008c0 
139868398491392 : 0x7f35780008c0 
139868398491392 : 0x7f35780008c0 
139868453738496 : 0x7bc2d0 
139868453738496 : 0x7bc2d0 
139868453738496 : 0x7bc2d0 
139868453738496 : 0x7bc2d0 
139868423669504 : 0x7f35880008c0 
139868423669504 : 0x7f35880008c0 
139868423669504 : 0x7f35880008c0 
139868423669504 : 0x7f35880008c0 
139868406884096 : 0x7f35700008c0 
139868406884096 : 0x7f35700008c0 
139868406884096 : 0x7f35700008c0 
139868406884096 : 0x7f35700008c0 
139868432062208 : 0x7f35a00008c0 
139868432062208 : 0x7f35a00008c0 
139868432062208 : 0x7f35a00008c0 
139868432062208 : 0x7f35a00008c0 
139868390098688 : 0x7f35900008c0 
139868390098688 : 0x7f35900008c0 
139868390098688 : 0x7f35900008c0 
139868390098688 : 0x7f35900008c0 
139868415276800 : 0x7f35980008c0 
139868415276800 : 0x7f35980008c0 
139868415276800 : 0x7f35980008c0 
139868415276800 : 0x7f35980008c0 
139868381705984 : 0x7f35800008c0 
139868381705984 : 0x7f35800008c0 
139868381705984 : 0x7f35800008c0 
139868381705984 : 0x7f35800008c0 
Destructing: 139868453738496

显然只有一个析构函数被调用。

Answer 1

混合使用 C++ 语言线程功能和 OpenMP 的定义不明确。 (参见 related questions )。基本上 OpenMP 仅指 C++98，因此与 OpenMP 和 threadlocal 的交互是不安全/可移植的。通常假设它会工作，因为实现做了正确的事情，但在这种情况下显然他们没有。顺便说一句:我可以使用英特尔编译器/OpenMP 运行时重现同样的问题。

安全且可移植的方法是坚持使用纯 C++17 或 OpenMP。对于 OpenMP，这意味着将 ptr 定义为私有(private):

static std::unique_ptr<X> ptr;
#pragma omp parallel
{
    ptr.reset();
    #pragma omp for
    for (unsigned x = 0; x < 32; ++x) {

注意reset是必须的，否则ptr的值是未定义的。您不能使用 firstprivate，因为 std::unique_ptr 没有复制构造器。