C++编程指南21-线程detach后其注意变量的生命周期

一：概述

        如果一个线程被 detach() 了，那么它的生命周期将独立于创建它的作用域。因此，该线程只能安全地访问：

全局变量（global/static objects）堆上分配的对象（free-store allocated objects，即 new / make_unique() 创建的对象） 其他作用域的对象可能会在线程访问它们之前被销毁，导致 悬空指针（dangling pointer） 和 未定义行为。 二：示例代码

        下面以一段代码来介绍下前面说的这种情况：

#include <iostream> #include <thread> #include <memory> void f(int* p) { *p = 99; // 可能访问悬空指针 } int glob = 33; // 全局变量 void some_fct(int* p) { int x = 77; std::thread t0(f, &x); // 错误！x 是局部变量 std::thread t1(f, p); // 错误！p 可能指向局部变量 std::thread t2(f, &glob); // OK！glob 是全局变量 auto q = std::make_unique<int>(99); std::thread t3(f, q.get()); // 错误！q 在 some_fct 结束时销毁 t0.detach(); t1.detach(); t2.detach(); t3.detach(); }

    在这段代码中，线程detach后，会有以下几种情况发生：

t0(f, &x); 和 t1(f, p);

x 是 some_fct() 的局部变量，p 可能指向局部变量。t0 和 t1 可能会在 some_fct() 结束后访问已销毁的变量，导致 未定义行为。

t3(f, q.get());

q 是 make_unique<int>(99) 创建的智能指针，q.get() 获取的指针在 some_fct() 结束时无效。std::unique_ptr 在函数返回时析构，导致 t3 访问无效内存。

t2(f, &glob);

由于 glob 是全局变量，它的生命周期足够长，可以安全地被 t2 访问。 三：解决方案

        如何避免线程detach后的空悬指针和未定义行为？有以下两种方案：

        1. 只使用全局变量或堆分配的对象

#include <iostream> #include <thread> #include <memory> void f(int* p) { *p = 99; } int glob = 33; void some_fct(int* p) { auto q = new int(99); // 使用堆对象 std::thread t1(f, &glob); // OK，全局变量 std::thread t2(f, q); // OK，堆上分配的对象 t1.detach(); t2.detach(); // 需要手动释放 q，避免内存泄漏 delete q; }

       2. 避免 detach()，使用 std::thread::join() 或 joining_thread

void some_fct() { int x = 77; std::thread t(f, &x); // OK，因为 t.join() 之前 x 一直有效 t.join(); // 等待线程结束，确保不会访问销毁的对象 } class joining_thread { std::thread t; public: template <typename... Args> explicit joining_thread(Args&&... args) : t(std::forward<Args>(args)...) {} ~joining_thread() { if (t.joinable()) { t.join(); } } }; void some_fct() { int x = 77; joining_thread t(f, &x); // OK }