VS CTP 14的std::线程析构函数崩溃

Crash on std::thread destructor with VS CTP 14

本文关键字:线程 崩溃 析构函数 std CTP VS      更新时间:2023-10-16

我正在使用Visual Studio CTP 14,基于C++11中的标准库,实现一个具有可中断线程的并发库,如boost和Java中的线程。

在一些重构之后,我在std::thread的析构函数中遇到了崩溃(有时试图取消引用空指针,有时是"Debug Error!R6010",有时根本没有崩溃)。经过大量的代码剥离以找到问题,我没有更深入地了解问题是与我的代码有关,还是可能是编译器错误。

即使在剥离代码后,仍有很多需要复制的问题,所以请耐心等待:)

线程包装器实现的组成部分:

class InterruptException : public std::exception
{
public:
    const char* what() const override {return "InterruptException";}
};
class Thread
{
public:
    Thread(const Thread&) = delete;
    Thread& operator=(const Thread&) = delete;
    Thread();
    template <typename Callable>
    Thread(Callable&& action);
    Thread(Thread&& other);
    ~Thread();
    Thread& operator=(Thread&& other);
    // Sets interruption flag and call notifyAll for current condition if any.
    void interrupt();
    // Throws interrupted exception if current thread interruption flag is set.
    // This also resets the interruption flag.
    static void interruptionPoint();
    static void interruptCurrent();

    static void setCondition(std::condition_variable* cond);
    static Thread* currentThread(Thread* setter = nullptr);
private:
    std::atomic<bool>                       _interruptionFlag;
    std::atomic<std::condition_variable*>   _currentCondition;
    std::thread _stdThread;
};
template <typename Callable>
Thread::Thread(Callable&& action)
: _stdThread(),
  _interruptionFlag(false),
  _currentCondition(nullptr)
{
    _stdThread = std::thread(
        [this, runner = std::move(action)]
        {
            currentThread(this);
            try
            {
                runner();
            }
            catch (InterruptException&)
            {
                // Normal exit.
            }
            catch (...)
            {
                // Removed logging calls.
            }
        }
    );
}
Thread::~Thread()
{
    // Block at thread destruction, no detached thread support.
    if (_stdThread.joinable())
    {
        interrupt();
        _stdThread.join();
    }
}
// (More code if requested.)

(请注意,为了清晰起见,上面的代码缺少部分)

我已经为Thread类编写了几个测试,它似乎如人们所期望的那样工作。下一部分是任务运行器的精简版本。

template <typename Runner>
class StrippedSystem
{
public:
    template <typename... CtorArgs>
    StrippedSystem(CtorArgs&&... args);
    StrippedSystem(const StrippedSystem&) = delete;
    StrippedSystem(StrippedSystem&&) = delete;
    // ...
private:
    template <typename... CtorArgs>
    Thread createRunnerThread(CtorArgs&&... args);
    std::mutex _mutex;
    std::condition_variable _cond;
    Thread _runner;
};
template <typename Runner>
template <typename... CtorArgs>
StrippedSystem<Runner>::StrippedSystem(CtorArgs&&... args)
{
    _runner = createRunnerThread(std::forward<CtorArgs>(args)...);
}
template <typename Runner>
template <typename... CtorArgs>
Thread StrippedSystem<Runner>::createRunnerThread(CtorArgs&&... args)
{
    auto runnerProc =
    [&]
    {
        Thread::setCondition(&_cond);
        try
        {
            std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
            _cond.wait(
                lock,
                [&]
                {
                    Thread::interruptionPoint();
                    return false;
                }
            );
        }
        catch (...)
        {
            Thread::setCondition(nullptr);
            std::rethrow_exception(std::current_exception());
        }
    };
    return Thread(runnerProc);
}

精简的StripedSystem的代码非常简单。它创建了一个等待直到中断的线程。当调用Thread的析构函数时,会设置中断标志并通知条件。然后线程运行到一个中断点(在_cond.wait lambda内),该中断点抛出一个在线程包装器中捕获的中断异常,线程正常退出。

现在是崩溃一切的代码:

struct ConstructedRunner
{
    ConstructedRunner(int a, std::string b)
    : i(a), j(b)
    {
    }
    int i;
    std::string j;
};
int main(int argc, char* argv[])
{
    {
        StrippedSystem<ConstructedRunner> testSys2(1, "foobar");
    }
    return 0;
}

如上所述,崩溃可能是"调试错误!已调用中止"、访问冲突(试图取消引用空指针),或者在某些情况下根本没有崩溃。

经过一些故障排除,我发现以下不会崩溃

struct DummyRunner
{
};
int main(int argc, char* argv[])
{
    {
        StrippedSystem<DummyRunner> testSys1;
    }
    return 0;
}

经过更多的故障排除,我发现在系统构造函数中替换

_runner = createRunnerThread(std::forward<CtorArgs>(args)...);

带有

_runner = Thread(
        [&]
        {
            Thread::setCondition(&_cond);
            try
            {
                std::unique_lock<std::mutex> lock(_mutex);
                _cond.wait(
                    lock,
                    [&]
                    {
                        Thread::interruptionPoint();
                        return false;
                    }
                );
            }
            catch (...)
            {
                Thread::setCondition(nullptr);
                std::rethrow_exception(std::current_exception());
            }
        }
    );

还修复了崩溃即使未使用转发的参数

这对我来说毫无意义,因为运行的代码应该是相同的。这是编译器问题,还是我真的做错了什么,导致了一些奇怪的并发问题?

使用Visual Studio CTP 14 for Windows 7在调试模式下构建。

经过一些帮助,我解决了错误。

问题出在Thread模板构造函数中的currentThread(this)上。该函数将线程指针设置为线程本地静态变量,稍后读取该变量以获取中断标志和当前条件(如果有的话)。问题是this指针引用了一个临时对象。这可以在_runner = Thread(...)中看到,其中临时Thread对象位于右侧,并且被设置为线程本地数据。线程移动后未更新数据。

Thread的析构函数中,interrupt检查了线程本地标志,这就是析构函数崩溃的原因。