有没有一种安全的方法可以让 std::thread 作为类的成员？答案

【问题标题】：Is there a safe way to have a std::thread as a member of a class?有没有一种安全的方法可以让 std::thread 作为类的成员？
【发布时间】：2014-05-11 15:09:29
【问题描述】：

我想使用一个管理一个线程（或多个线程）的类。使用组合，这看起来像：

class MyClass{
private:
    std::thread mythread;
    void _ThreadMain();
public:
    MyClass();
    // other fields
}

因为std::thread 的默认构造函数没有意义，我需要在MyClass 构造函数中显式调用它：

MyClass::MyClass() : mythread(&MyClass::_ThreadMain,this) {}

但是，在这种情况下，_ThreadMain 方法可能会在构造MyClass 之前执行，从而导致任何奇怪的行为。这显然是不安全的。我该如何解决这个问题？

一个明显的解决方案是使用指向std::thread 的指针，并添加另一个成员函数：

void MyClass::Start(){
    // This time mythread is of type  std::thread*
    mythread = new std::thread(&MyClass::_ThreadMain,this); // One could use std::unique_pointer instead.
}

这将启动该线程。在这种情况下，它会在构造完类之后调用，这确实是安全的。

但是，我想知道是否有任何合理的解决方案可以让我不为此使用指针。感觉应该是有可能的（嘿，在构造类时必须有一种方法来启动线程！），但我想不出任何不会造成麻烦的东西。

我考虑过使用条件变量，以便_ThreadMain 等待构造函数完成其工作，但在构造类之前我不能使用一个，对吧？（如果MyClass 是派生类，这也将无济于事）

【问题讨论】：

在mythread = new std::thread(&MyClass::_ThreadMain,this);处省略new，std::thread是可移动的！考虑std::bind 绑定你的类成员函数。
你可以让线程等待（在一开始），直到它被告知继续。
这里的问题是如果_ThreadMain方法是虚的，线程会调用错误的函数。我很想看到构造函数做正确事情的解决方案。
您使用的是reserved identifier。
C++11: std::thread inside a class executing a function member with thread initialisation in the constructor的可能重复

标签： c++ multithreading class c++11 initialization

【解决方案1】：

您可以将线程与移动语义结合使用：

class MyClass final
{
private:
    std::thread mythread;
    void _ThreadMain();
public:
    MyClass()
        : mythread{} // default constructor
    {
        // move assignment
        mythread = std::thread{&MyClass::_ThreadMain, this};
    }
};

移动赋值运算符记录在下一页。特别是noexcept，并没有创建新线程。

http://en.cppreference.com/w/cpp/thread/thread/operator%3D

【讨论】：

当你移动一个线程对象时，它是启动一个新的执行线程，还是真的移动它？
这个解决方案可能会遇到麻烦，如果有一个vtable指针！ vtable 指针将在构造函数的块之后被初始化！
你们有所有这些东西的模板，不是吗？在看到您的评论之前，我一直在考虑发布我的评论作为答案，但撤回了...
@Klaus：你是对的。但是，使用线程时可能会遇到各种麻烦。我现在已经完成了课程final。
@Klaus：在类T的构造函数体中，动态类型为T。所以final 确实对安全性有很大帮助，但代价是通过覆盖成员函数来防止自定义。因此我认为这个解决方案不是很通用。

【解决方案2】：

一般来说，没有比单独的Start 函数更好的方法了。

假设MyClass 是某个未来（未知）类Derived 的基类。如果线程在MyClass 构造函数运行时（或之前）启动，它总是有调用被Derived 覆盖的某些虚函数的“错误”实现的风险。

避免这种情况的唯一方法是让线程等到 Derived 完全构造后，唯一的方法是在 Derived 构造函数完成后调用其他函数来告诉线程“ go"... 这意味着您必须有某种单独调用的 Go 函数。

您不妨只使用一个单独调用的Start 函数，并放弃等待的复杂性。

[更新]

请注意，对于复杂的类，“两阶段构造”是一些人推荐的成语。启动线程将无缝融入“初始化”阶段。

【讨论】：

【解决方案3】：

考虑将任务与线程管理和启动分开。

一个类创建一个运行器和任何同步原语等，另一个处理启动它。这允许可运行的构造在线程开始之前失败。

这也意味着可运行对象在运行之前已完全构建。

现在第一次通过时，跑步者应该是 std::thread，但一些有助于中止、清理和延续的东西可能会很有用。

run 对象可以是一个简单的可调用对象，或者可以为 runnable 添加额外的支持以与之交互。

【讨论】：