线程在完成执行代码之前在动态库中中止

Question

我正在开发一个与 C API 兼容的库。

在库中会有一个对象的全局实例，它的成员是std::thread。似乎由于某种原因，当main 返回并调用exit() 时，线程被自动杀死/终止。如果代码在同一个项目中使用（直接在可执行文件中而不是通过库），则不会发生这种情况。

我希望以下示例在无限循环中运行：while(1) {...} 和 thread.join() 应该相互阻塞。与库一起使用时不会，当调用 CThread 的析构函数时，线程似乎已经被杀死/完成。我在这里错过了什么？

CThread.h

#ifndef CTHREAD_H
#define CTHREAD_H

#ifdef EXPORT_C_THREAD
# define EXPORT_CTHREAD __declspec(dllexport) __cdecl
#else
# define EXPORT_CTHREAD __declspec(dllimport) __cdecl
#endif

void EXPORT_CTHREAD testFunc();

#endif

CThread.cpp

#include "CThread.h"

#include <thread>
#include <memory>

class CThread
{
   std::thread m_thread;
   void infiniteLoop()
   {
      while (1) {
         std::this_thread::sleep_for(std::chrono::microseconds(100));
      }
   }
public:
   CThread()
   {
      m_thread = std::thread(&CThread::infiniteLoop, this);
   }

   ~CThread()
   {
      m_thread.join();
   }

};

std::unique_ptr<CThread> cthread;

void testFunc()
{
   cthread = std::make_unique<CThread>();
}

ma​​in.cpp（这是在另一个项目中。我正在链接到上面的库。）

#include "CThread.h"

int main()
{
   testFunc();
    return 0;
}

更新

按照建议，我尝试在DLL_PROCESS_ATTACH 期间初始化DllMain() 函数中的cthread 对象，并在DLL_PROCESS_DETACH 期间解除分配。由于DllMain()-函数将获取加载程序锁，我必须稍后初始化线程。然而，和以前一样，当DLL_PROCESS_DETACH 被“调用”时，线程已经中止了。 DLL_THREAD_DETACH 不会在退出时被调用。

还有什么建议吗？谢谢！

Answer 1

我能够使用 VS2015 重现此行为。

问题在于std::unique_ptr<CThread> pthread; 是一个全局对象。指针的删除与main 线程的执行无关。 dll的全局数据和host exe的全局数据不会以可预测的方式相互同步。引入线程时还有更多复杂性，这些会在进程退出时停止。

正如您所指出的，将所有代码移动到单个 exe 允许全局数据在 main 线程上适当地同步。

要解决这个问题，您可以导出一个 RAII 样式的类来管理线程的执行，或者简单地提供一个“清除线程”或清理函数并将其导出；该函数将具有以下形式；

void cleanupData()
{
   cthread = nullptr; // block waiting for thread exit
}

为了进一步协助客户端代码，仍然可以提供支持这种“清除线程”的 RAII 类，但不需要从 dll 中导出。

客户端 RAII 可以根据需要搭载 std::unique_ptr 或 std::shared_ptr。最简单的形式如下：

struct Cleanup {
    Cleanup() = default;
    Cleanup(Cleanup const&) = delete;
    Cleanup& operator=(Cleanup const&) = delete;
    Cleanup(Cleanup&&) = delete;
    Cleanup& operator=(Cleanup&&) = delete;

    ~Cleanup() { cleanupData(); } // clean up the threads...
};

这需要与开始使用或从 dll 导入的数据的生命周期相关联。

用作;

{
    auto cleanup = std::make_unique<Cleanup>();
    testFunc();
    // ...
}

顺便说一句 在析构函数中，在 join() 线程之前，测试以确保它是 joinable()。

---

鉴于更新；这是否可以更改或改进，即一旦执行离开main，是否可以控制线程？ TL；DR，没有。

“新旧事物”成名的Raymond Chen，引自here：

另一方面，当您退出main 线程时，C 运行时库会自动调用ExitProcess，而不管是否有任何工作线程仍处于活动状态。控制台程序的这种行为是由 C 语言强制要求的，它说 (5.1.2.2.3) “从对 main 函数的初始调用返回等效于使用 @987654338 返回的值调用退出函数@函数作为它的参数。” C++ 语言具有等效要求 (3.6.1)。据推测，C 运行时人员将此行为带到WinMain 以保持一致性。

ExitProcess() do 是什么意思？

...

1. 进程中的所有线程（调用线程除外）都会终止它们的执行，而不会收到DLL_THREAD_DETACH 通知。
2. 在步骤 1 中终止的所有线程的状态都变为信号状态。
3. 所有加载的动态链接库 (DLL) 的入口点函数都使用 DLL_PROCESS_DETACH 调用。

...

特别是上面的第 1 点和第 3 点，当std::unique_ptr<CThread> 的析构函数运行时，线程已经停止并发出信号。一旦主线程调用ExitProcess()，您就不能依赖后台线程执行，它们已经停止并且操作系统正在清理与该进程相关的所有资源。

---

您在 cmets 中提到；

我将在线程中使用 IPC 互斥体，因此正确清理非常重要。

如果问题是互斥锁而不仅仅是线程，那会稍微改变问题。然后将互斥锁提取到全局级别并允许DllMain（使用DLL_PROCESS_ATTACH 等）管理它会更容易。线程将被允许正常访问。可能有一些额外的代码来表示互斥锁的状态，但也可以使用 dll 进行管理。

请记住，IPC 互斥机制通常包含一个“已放弃”状态来实现此目的。如果互斥锁的持有者意外失败并放弃互斥锁，则在尝试访问互斥锁时会通知该互斥锁的其余客户端。

来自WIN32 Mutex：

如果线程在没有释放其对互斥对象的所有权的情况下终止，则认为互斥对象已被放弃。等待线程可以获取被放弃的互斥对象的所有权，但是等待函数会返回WAIT_ABANDONED，表示该互斥对象被放弃了……

Answer 2

似乎由于某种原因，当 main 返回并调用 exit() 时，线程被自动杀死/终止。

这是exit 函数的预期行为。 IE。它终止整个进程及其所有线程。

在库中将有一个对象的全局实例，其成员为std::thread。

看起来这个对象在编译成.dll 时没有创建。您可能需要显式导出该对象，以便它不会被优化掉，因为 .dll 中没有任何内容引用它，例如：

__declspec(dllexport) std::unique_ptr<CThread> cthread;