Question

我有以下代码：

class Foo {
private:
    std::thread thread;
    void run();
    std::atomic_flag running;
    std::thread::native_handle_type native;
public:
    Foo(const std::string& filename);
    virtual ~Foo();
    virtual void doOnChange();
    void start();
    void quit();
};

#include "Foo.h"
#include <functional>

#include <iostream>

Foo::Foo(const std::string& filename) :
        thread(), running(ATOMIC_FLAG_INIT) {
    file = filename;
    native = 0;
}

Foo::~Foo() {
    quit();
}

void Foo::start() {
    running.test_and_set();
    try {
        thread = std::thread(&Foo::run, this);
    } catch (...) {
        running.clear();
        throw;
    }
    native = thread.native_handle();
}

void Foo::quit() {
    running.clear();
    pthread_cancel(native);
    pthread_join(native, nullptr);
    //c++11-style not working here
    /*if (thread.joinable()) {
        thread.join();
        thread.detach();
    }*/
}

void Foo::run() {
   while (running.test_and_set()) {
        numRead = read(fd, buf, BUF_LEN);
        .....bla bla bla.......
   }
}

我正在尝试在程序清理代码中退出此线程。使用pthread可以工作，但是我想知道是否可以仅使用c ++ 11（没有本机句柄）做得更好。在我看来，没有使用c ++ 11代码处理所有情况的好方法。如您所见，线程在读取系统调用中被阻塞。因此，即使我清除该标志，该线程仍将被阻塞，而join调用将永远被阻塞。因此，我真正需要的是一个中断（在这种情况下为pthread_cancel）。但是，如果我调用pthread_cancel，我将无法再调用c ++ 11 join（）方法，因为它失败了，我只能调用pthread_join()。因此，似乎该标准有很大的局限性，我错过了什么吗？

编辑：

在下面的讨论之后，我更改了Foo类实现，将std :: atomic_flag替换为std :: atomic并使用了信号处理程序。我之所以使用信号处理程序，是因为我认为最好有一个通用的基类，而在基类中使用self-pipe技巧太难了，应该将逻辑委托给孩子。最终实现：

#include <thread>
#include <atomic>

class Foo {
private:
    std::thread thread;
    void mainFoo();
    std::atomic<bool> running;
    std::string name;
    std::thread::native_handle_type native;
    static void signalHandler(int signal);
    void run();
public:
    Thread(const std::string& name);
    virtual ~Thread();
    void start();
    void quit();
    void interrupt();
    void join();
    void detach();
    const std::string& getName() const;
    bool isRunning() const;
};

Cpp文件：

#include <functional>
#include <fcntl.h>
#include <limits.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/inotify.h>
#include <Foo.h>
#include <csignal>
#include <iostream>

Foo::Foo(const std::string& name) :
        name(name) {
    running = false;
    native = 0;
    this->name.resize(16, '\0');
}

Foo::~Foo() {
}

void Foo::start() {
    running = true;
    try {
        thread = std::thread(&Foo::mainFoo, this);
    } catch (...) {
        running = false;
        throw;
    }
    native = thread.native_handle();
    pthread_setname_np(native, name.c_str());
}

void Foo::quit() {
    if (running) {
        running = false;
        pthread_kill(native, SIGINT);
        if (thread.joinable()) {
            thread.join();
        }
    }
}

void Foo::mainFoo() {
 //enforce POSIX semantics
 siginterrupt(SIGINT, true);
 std::signal(SIGINT, signalHandler);
    run();
    running = false;
}

void Foo::join() {
    if (thread.joinable())
        thread.join();
}

void Foo::signalHandler(int signal) {
}

void Foo::interrupt() {
    pthread_kill(native, SIGINT);
}

void Foo::detach() {
    if (thread.joinable())
        thread.detach();
}

const std::string& Foo::getName() const {
    return name;
}

bool Foo::isRunning() const {
    return running;
}

void Foo::run() {
    while(isRunning()) {
         num = read(.....);
         //if read is interrupted loop again, this time
         //isRunning() will return false
    }
}

Answer 1

正如其他人所说，杀死正在运行的线程是一个坏主意。

但是，在这种情况下，您可能以某种方式知道线程在读取时处于阻塞状态，并希望其停止。

执行此操作的一种简单方法是使用“自管技巧”。打开一个管道，并在select()或poll()调用中使用线程块，检查管道的读取端和正在读取的文件描述符。当您希望线程停止时，将一个字节写入写描述符。线程唤醒，看到管道上的字节，然后可以终止。

这种方法避免了彻底杀死线程的不确定行为，允许您使用阻塞系统调用来避免轮询并响应终止请求。

Answer 2

如您所见，在读取系统调用中线程被阻塞。因此，即使我清除该标志，该线程仍将被阻塞，而join调用将永远被阻塞。

解决方案是 ~~std::raise~~ 信号，例如SIGINT编辑：您需要使用pthread_kill升高信号，以便信号由正确的线程处理。如您从手册中所读，read被信号打断。您必须处理std::signal，否则整个过程将过早终止。

在使用BSD信号处理而不是POSIX的系统上，默认情况下重新启动系统调用，而不是在中断时失败。我建议的方法依赖于POSIX行为，其中调用设置EINTR并返回。可以使用siginterrupt显式设置POSIX行为。另一种选择是使用sigaction注册信号处理程序，除非有标志指定，否则它不会重新启动。

read被中断后，必须在重试读取之前检查线程是否应该停止。

使用c ++ 11（甚至可能没有它）也不要在线程中调用任何阻塞的系统调用

调用阻止系统调用就可以了。如果您希望在不终止进程的情况下（在有限时间内）终止线程，则不应该调用可能会无限期阻塞的 uninterruptible 系统调用。我不敢动弹，我不知道是否有任何系统调用符合这样的描述。

一个最小的示例（除了无限阻塞read之外，其他都是完整的。您可以使用sleep(100000)对其进行仿真）：

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

constexpr int quit_signal = SIGINT;
thread_local volatile std::sig_atomic_t quit = false;

int main()
{
    // enforce POSIX semantics
    siginterrupt(quit_signal, true);

    // register signal handler
    std::signal(quit_signal, [](int) {
        quit = true;
    });

    auto t = std::thread([]() {
        char buf[10];
        while(!quit) {
            std::cout << "initiated read\n";
            int count = read(some_fd_that_never_finishes, buf, sizeof buf);
            if (count == -1) {
                if (errno == EINTR) {
                    std::cout << "read was interrupted due to a signal.\n";
                    continue;
                }
            }
        }
        std::cout << "quit is true. Exiting\n";;
    });

    // wait for a while and let the child thread initiate read
    sleep(1);

    // send signal to thread
    pthread_kill(t.native_handle(), quit_signal);

    t.join();
}

强行杀死线程通常是一个非常糟糕的主意，尤其是在C ++中，这可能就是std::thread API不为其提供接口的原因。

如果您真的想杀死执行线程（在这种情况下没有必要，因为您可以安全地中断系统调用），那么您应该使用子进程而不是子线程。杀死子进程不会破坏父进程的堆。也就是说，C ++标准库不提供进程间API。

终止线程c ++ 11在读取时被阻止

2 个答案: