C++ 分离的线程可以通过哪些可能的方式发出它正在终止的信号？

Posted 2023-02-16

【中文标题】C++ 分离的线程可以通过哪些可能的方式发出它正在终止的信号？

【英文标题】：C++ What possible ways can a detached thread signal it is terminating?

【发布时间】：2021-03-16 14:00:35

【问题描述】：

我对此有三个初步的想法

首先是某种计数器？ （也许使用互斥锁？） 某种信号量？ （我不太了解这些）或者可能是promise/future 组合 其他类型的信号/槽机制，类似于由 CTRL-C（SIGINT 等）创建的信号

我正在开发一些利用分离线程来完成某些工作的软件。不幸的是，线程并没有很好地清理，它们只是在执行结束时退出。这对于一个方向的通信很好（即；main() 可以先退出），但不会反过来工作 - 目前main() 无法知道线程何时完成工作并优雅地退出。

扩展这些要点...

我最初的想法是有一个受保护的变量区域 - 可以是一个计数器或一组标志，每个线程一个，并使用互斥锁访问这些。如果每个分离的线程使用一个变量来表示线程工作的结束，甚至可能不需要互斥锁，因为main() 将“轮询”这些变量，这是一种只读操作。只有分离的线程本身需要写访问。如果多个分离线程使用相同的计数器/变量，则需要使用互斥体。

我的下一个想法是使用信号量（我真的一无所知）或promise/future 组合，我认为可以作为一种选择。

最后的想法是某种信号机制，比如可能“窃取”一个 SIGxyz 信号（如 SIGINT）并使用它来传达线程执行结束的某种方式。不过我对这个没有信心。

我的问题是真的 - 这应该怎么做？这个问题的典型工程解决方案是什么？

（最后的想法：使用文件还是管道？看起来有点复杂？）

【问题讨论】：

您想要某种“自动”信号，还是可以轮询状态？

我还没有看到使用分离线程的案例，这不是设计缺陷。包括我自己使用的分离线程，这是设计缺陷。

你能访问/修改线程实现吗？

en.cppreference.com/w/cpp/thread/condition_variable

【参考方案1】：

也许我忽略了这个问题，但我认为您可以使用原子变量作为标志来通知分离线程的终止。

类似于以下示例：

#include <thread>
#include <iostream>
#include <atomic>

int main()

    // Define a flag to notify detached thread's termination
    std::atomic_bool term_flag;

    // Define some function to run concurrently
    auto func = [&term_flag]()
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
        term_flag = true;
    ;

    // Run and detach the thread
    term_flag = false;
    std::thread t(func);
    t.detach();

    // Wait until detached thread termination
    while(!term_flag)
        std::this_thread::yield();

    std::cout << "Detached Thread has terminated properly" << std::endl;

    return 0;

输出：

分离的线程已正确终止

---

编辑：

正如Hans Passant 提到的，您也可以使用与互斥锁关联的condition variable 来执行此操作。 这将是一个更好的解决方案（但在我的拙见中可读性较差），因为我们可以更好地控制等待的时间。

上面的基本例子可以重写为：

#include <thread>
#include <iostream>
#include <mutex>
#include <condition_variable>

int main()

    // Define the mutex and the condition variable to notify the detached thread's termination
    std::mutex m;
    std::condition_variable cv;

    // Define some function to run concurrently
    auto func = [&cv]()
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
        cv.notify_one();
    ;

    // Run and detach the thread
    std::thread t(func);
    t.detach();

    // Wait until detached thread termination
    
        std::unique_lock<std::mutex> lk(m);
        cv.wait(lk);
    

    std::cout << "Detached Thread has terminated properly" << std::endl;

    return 0;

【讨论】：

我会尝试实现类似你的第二个代码的东西