这段代码安全吗，可以从构造函数 C++ 生成线程吗？

Question

我需要在 C++ 类中嵌入一个线程，这是一种活动对象，但不完全是。我正在从类的构造函数中生成线程，这样做可以吗？这种方法有什么问题吗？

#include <iostream>
#include <thread>
#include <unistd.h>

class xfer
{
        int i;
        std::shared_ptr<std::thread> thr;
        struct runnable {
                friend class xfer;
                void operator()(xfer *x) {
                        std::cerr<<"thread started, xfer.i:"<<x->i;
                }
        } run;
        public:
        xfer() try : i(100), thr(new std::thread(std::bind(run, this))) { } catch(...) { }
        ~xfer() { thr->join(); }
};

int
main(int ac, char **av)
{
        xfer x1;
        return 0;
}

Answer 1

一般来说，在构造函数中启动线程是没有问题的， 提供线程中使用的对象已经完全构造 在你开始之前。 （因此，例如，有一个线程的成语 基类，它在其构造函数中自行启动线程，是 坏了。）在你的情况下，你还没有达到这个标准，因为 线程对象使用您的成员run，直到 在你开始线程之后。将线程的创建移入 构造函数的主体，或者只是改变数据的顺序 类定义中的成员将更正此问题。 （如果你这样做 后者，做添加注释，表明顺序很重要， 以及为什么。）

在析构函数中调用join 问题更大。任何操作 恕我直言，这可能会等待不确定的时间是有问题的 一个析构函数。在堆栈展开期间调用析构函数时，您 不想坐等其他线程完成。

此外，您可能希望使该类不可复制。 （在这种情况下， 你不需要shared_ptr。）如果你复制，你最终会做 join 在同一个线程上两次。

Answer 2

您的代码存在竞态条件并且不安全。

问题是成员变量的初始化是按照它们在类中声明的顺序发生的，这意味着成员thr在成员run之前被初始化。在thr 的初始化期间，您在run 上调用std::bind，这将在内部复制（尚未初始化的）run 对象（您知道您正在那里复制吗？）。

假设您传递了一个指向 run 的指针（或使用 std::ref 到 std::bind 以避免复制），代码仍然会有竞争条件。在这种情况下，将指针/引用传递给std::bind 不会成为问题，因为可以将指针/引用传递给尚未初始化的成员，只要它未被访问。 但是，仍然存在竞争条件，即std::thread 对象可能会太快地生成线程（比如运行构造函数的线程被驱逐，并且新线程处理），并且可以结束随着线程执行run.operator() 之前 run 对象已被初始化。

您需要重新排序类型中的字段以确保代码安全。既然您知道成员顺序的微小变化会对代码的有效性产生干扰影响，您还可以考虑更安全 的设计。 （此时它是正确的，它可能实际上是您需要的，但至少注释类定义，以便以后没有人重新排序字段）

Answer 3

在构造函数中使用可能是安全的，但是......

• 你应该避免在函数调用中使用 bare new
• 在析构函数中使用thr->join() 是...表明存在问题

---

详细...

不要在函数调用中使用new

由于未指定操作数的执行顺序，因此它不是异常安全的。更喜欢在此处使用std::make_shared，或者在unique_ptr 的情况下，创建自己的make_unique 工具（具有完美的转发和可变参数模板，它就可以工作）；这些构建器方法将确保对 RAII 类的所有权分配和归属不可分割地执行。

知道三法则

三法则是一个经验法则（为 C++03 建立），如果您需要编写复制构造函数、赋值运算符或析构函数，您可能也应该编写另外两个。

在您的情况下，生成的赋值运算符不正确。也就是说，如果我创建了您的两个对象：

 int main() {
     xfer first;  // launches T1
     xfer second; // launches T2

     first = second;
 }

然后在执行任务时，我丢失了对T1 的引用，但我从未加入它！！！

我不记得join 呼叫是否是强制性的，但是您的课程根本不一致。如果不是强制的，丢弃析构函数；如果它是强制性的，那么你应该编写一个只处理一个共享线程的低级类，然后确保共享线程的销毁总是在 join 调用之前，最后使用该共享线程设施直接在你的xfer 类中。

根据经验，一个对其元素子集有特殊复制/分配需求的类可能应该被拆分，以将具有特殊需求的元素隔离在一个（或多个）专用类中。 em>