如何退出後臺線程循環？

Question

我有一個上傳文件的後臺線程。它運行在一個循環中;它做了一些工作，然後睡覺，直到超時過去，或直到通過條件變量明確通知需要做更多工作。問題是，有時我無法讓線程快速退出。

下面是一個簡化版本：

std::thread g_thread; 
    std::mutex g_mutex; 
    std::condition_variable g_cond; 
    bool g_stop = false; 

    void threadLoop() 
    { 
     while (!g_stop) 
     { 
      printf("doing some stuff\n"); 
      std::unique_lock<std::mutex> lock(g_mutex); 
      g_cond.wait_for(lock, std::chrono::seconds(15)); 
     } 
    } 

    int main(int argc, char* argv[]) 
    {   
     g_stop = false; 
     g_thread = std::thread(threadLoop); 

     printf("hello\n"); 

     g_stop = true; 
     g_cond.notify_one(); 
     g_thread.join(); 
    } 

當我運行這個測試程序，我希望它很快退出，但有時卡在wait_for（）。我想也許notify_one（）在線程在wait_for（）中睡眠之前發生，但在g_stop檢查之後。

有沒有一個簡單的解決方案，或其他設計模式，會更好？

Answer 1

您正在讀寫g_stop變量而沒有任何同步（例如使用原子操作或使用互斥鎖序列化訪問）。這是一個數據競爭，這是未定義的行爲。

因爲你沒有安全地訪問它，所以編譯器可以假定沒有其他線程曾經修改g_stop，所以在threadLoop函數中它可以將它加載到一個寄存器中，然後再也不會再讀取該變量，而只是保持循環。

爲確保在循環線程中可以看到寫入變量，您應該使用std::atomic<bool>或在對所有變量進行讀/寫操作之前鎖定該互斥鎖。如果使用將修復未定義行爲的atomic<bool>，但不確保線程不會等待條件變量，因爲您建議在檢查g_stop的值和進入睡眠之間存在一個窗口，其中主線程可以設置g_stop = true併發出condvar信號，因此循環線程不會等到notify_one（）調用之後，因此會錯過它。

這稍微改變版本將確保線程不會在條件變量上等待，如果主線程告訴它停下來：

std::thread g_thread; 
std::mutex g_mutex; 
std::condition_variable g_cond; 
bool g_stop = false; 

void threadLoop() 
{ 
    std::unique_lock<std::mutex> lock(g_mutex); 
    while (!g_stop) 
    { 
     printf("doing some stuff\n"); 
     g_cond.wait_for(lock, std::chrono::seconds(15)); 
    } 
} 

int main(int argc, char* argv[]) 
{   
    g_stop = false; 
    g_thread = std::thread(threadLoop); 

    printf("hello\n"); 

    { 
     std::lock_guard<std::mutex> lock(g_mutex); 
     g_stop = true; 
    } 
    g_cond.notify_one(); 
    g_thread.join(); 
} 

這工作，因爲循環線程持有互斥而鎖它會檢查g_stop，它會一直持有該鎖，直到它開始在condvar上等待。主線程使用鎖來設置g_stop = true，它只能在另一個線程正在等待時執行。

這意味着現在只有兩種可能的執行方式。 g_stop = true發生在線程正在等待condvar時，或者它在notify_one（）調用之前醒來，或者由於notify_one（）調用的而被喚醒，但是在兩種情況下，都將立即看到g_stop == true並停止循環。