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C++多线程强制终止

C++多线程强制终止

作者: 华为云开发者联盟 | 来源:发表于2021-06-09 09:37 被阅读0次

    摘要:实际上,没有任何语言或操作系统可以为你提供异步突然终止线程的便利,且不会警告你不要使用它们。

    本文分享自华为云社区《如何编写高效、优雅、可信代码系列(1)——C++多线程强制终止》,原文作者:我是一颗大西瓜 。

    故事的起因来源于我在优化他人c++源码的时候,想通过多线程的方式提升程序的运算效率,主要存在以下需求和难点:

    (1)多个线程并行跑模型,看哪个模型跑的快,跑出来后结束其他线程,线程间独立运行无通信过程

    (2)源码模型很复杂,函数调用较多,不好改动,因此不太适合通过信号或标志进行通信终止

    网上搜索了一下线程结束的几种方式:

    (1)线程函数的return返回(建议)。这种退出线程的方式是最安全的,在线程函数return返回后, 会清理函数内申请的类对象, 即调用这些对象的析构函数.。然后会自动调用 _endthreadex()函数来清理 _beginthreadex()函数申请的资源(主要是创建的tiddata对象)。

    (2)同一个进程或另一个进程中的线程调用TerminateThread函数(应避免使用该方法)。TerminateThread能够撤消任何线程,其中hThread参数用于标识被终止运行的线程的句柄。当线程终止运行时,它的退出代码成为你作为dwExitCode参数传递的值。同时,线程的内核对象的使用计数也被递减。注意TerminateThread函数是异步运行的函数,也就是说,它告诉系统你想要线程终止运行,但是,当函数返回时,不能保证线程被撤消。如果需要确切地知道该线程已经终止运行,必须调用WaitForSingleObject或者类似的函数,传递线程的句柄。

    (3)通过调用ExitThread函数,线程将自行撤消(最好不使用该方法)。该函数将终止线程的运行,并导致操作系统清除该线程使用的所有操作系统资源。但是,C++资源(如C++类对象)将不被析构。

    (4)ExitProcess和TerminateProcess函数也可以用来终止线程的运行(应避免使用该方法)

    选项2和3可能会导致内存泄漏,实际上,没有任何语言或操作系统可以为你提供异步突然终止线程的便利,且不会警告你不要使用它们。所有这些执行环境都强烈建议开发人员,甚至要求在协作或同步线程终止的基础上构建多线程应用程序。

    现有的线程结束函数,包括linux系统的pthread.h中的pthread_exit()和pthread_cancel(),windows系统的win32.h中的ExitThread()和TerminateThread(),也就是说,C++没有提供kill掉某个线程的能力,只能被动地等待某个线程的自然结束,析构函数~thread()也不能停止线程,析构函数只能在线程静止时终止线程joinable,对于连接/分离的线程,析构函数根本无法终止线程。

    要终止与OS /编译器相关的函数的线程,我们需要知道如何从C++获取本机线程数据类型std::thread。幸运的是,在调用或之前std::thread提供了一个API native_handle()以获取线程的本机句柄类型。并且可以将此本地句柄传递给本地OS线程终止函数,例如join() detach() pthread_cancel()。

    以下代码用于显示std::thread::native_handle(),std::thread::get_id()并pthread_self()返回相同的代码pthread_t来处理Linux / GCC的C++线程

    运行后可以得到结果

    uncommentpos 1或者pos 2后,即调用join()或之后detach(),C++线程会丢失本机句柄类型的信息

    因此,要有效地调用本机线程终止函数(例如pthread_cancel),需要在调用std::thread::join()时或之前保存本机句柄std::thread::detach()。这样,始终可以使用有效的本机句柄终止线程。

    结果是

    当然,条件允许的话最好还是使用返回或信号的方式终止线程,这样也符合安全可信的要求。

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