c++ - 处理 std::thread 包装器类的立即销毁

Question

我正在为 std::thread 编写面向对象的包装器。代码的简化版本如下所示。这个类的问题是，如果它立即被销毁，它可能会抛出错误，因为在类被销毁的同时从线程调用了 doWork(调用纯虚拟方法)。

测试用例显示在底部。

如何让这个类更安全？如果 MyConThread 具有从 MyConThread::doWork 使用的成员变量，则更复杂的示例会更糟。

我意识到我在启动时遇到了类似的问题，在构造派生类之前可以调用 doWork。

#include <thread>

class ConThread {
public:
    ConThread ()
    :t_ (doWorkInternal, this)
    {}
    ~ConThread ()
    {
        if (t_.joinable()) {
            t_.join();//avoid a crash because std::thread will terminate the app if the thread is still running in it's destructor
        }
    }

    std::thread& get () {return t_;};
    protected:
    virtual void doWork ()=0;
private:
    static void doWorkInternal (ConThread* t)
    {
        try {
            t->doWork ();
        } catch (...)
        {};

    }
    std::thread t_;
};

我遇到的问题与下面的测试用例有关:

class MyConThread: public ConThread
{
public:
    long i=0;
protected:    
    void doWork () override
    {
        for (long j=0; j<1000000_ && requestedToTerminate_==false; j++)
        {
            ++i;
        }
    }
};
TEST(MyConThreadTest, TestThatCanBeDestroyed)
{
    MyConThread mct (); //<== crashes when being destroyed because thread calls t->doWork ()
}

Answer 1

首先，无论线程对象是否被销毁，你的程序都会崩溃。这很容易检查，只需在创建对象后插入一些延迟即可:

using namespace std::chrono_literals;

TEST(MyConThreadTest, TestThatCanBeDestroyed)
{
    MyConThread mct ();
    std::this_thread::sleep_for(100s);
}

崩溃的发生是因为您从构造函数中调用虚方法，这通常是一个非常糟糕的主意。基本上，在 C++ 中，对象是按从基到派生的顺序创建的，当您在 ctor 中调用纯虚方法时，还无法处理重载(因为尚未构造派生)。看这个answer

因此，第一条规则:永远不要从构造函数或析构函数中调用虚方法(无论是纯方法还是已定义的方法)。

我认为解决此问题的最简单方法是添加实际启动线程的 start 方法。像这样:

ConThread()
{
}

void start()
{
    t_ = std::thread(doWorkInternal, this);
}

一般来说，我不喜欢将逻辑对象和线程对象混合在一起的想法，因为这样做会违反单一职责原则。你的对象做了两件事——它是一个线程，它还有一段你自己的逻辑。通常最好将它们分开处理，这就是为什么 std::thread 提供了通过构造将逻辑“传递”到其中的方法，并且它不是为用作基类而设计的。我找到了一个很好的article关于这一点，它是关于 Qt 线程而不是 std 线程，但概念是相同的。

我通常在我的代码中做什么(这也不理想，但更干净):

std::thread readerThread([]
{
    DatasetReader reader;
    reader.init();
    reader.run();
});
std::thread mesherThread([]
{
    Mesher mesher;
    mesher.init();
    mesher.run();
});
readerThread.join();
mesherThread.join();

如果你想在 dtor 中自动加入你的线程，只需围绕 std::thread 创建一个包装器，但保留将逻辑传递给它的接口(interface)(如 lambda，或函数指针和参数，等等)