C++ 线程类析构死锁问题

一、前言

• 本文将介绍一种主线程主动 delete 子线程对象，导致主线程卡死（无限等待）的情况；

二、引例

1、案例描述

• 1）实现包括一个主线程和一个子线程；
• 2）主线程负责启动子线程，并且在子线程运行 500ms 后进行销毁：
• 3）子线程每 16ms 输出一条保活信息；

2、案例实现

• 子线程 LogicThread 继承 Thread（Thread 类实现参考）;

#include "Thread.h"


class LogicThread : public Thread
{
    
    
public:
	LogicThread() : m_bStop(false) {
    
    
	}
protected:
	virtual void DoWork() {
    
    
		while (!m_bStop) {
    
    
			printf("Thread[%d]: I'm active!\n", GetId());
			Sleep(16);
		}
		printf("Thread[%d]: I'm exit!\n", GetId());
	}

private:
	bool                      m_bStop;
};

int main() {
    
    
	LogicThread *pLS = new LogicThread;
	pLS->Start();
	Sleep(500);
	delete pLS;
	return 0;
}

• 这段代码的 delete 能够顺利执行吗？答案是不能！

三、问题分析

一、输出

• 首先运行起来看下控制台输出，线程会无限循环的输出 I’m active!：

Thread[70508]: I'm active!
Thread[70508]: I'm active!
Thread[70508]: I'm active!
Thread[70508]: I'm active!
Thread[70508]: I'm active!
Thread[70508]: I'm active!
...

二、分析

• 分析的突破口就在 delete 的调用；
• 如果这里没有 delete ，那么主线程可以顺利走到 return 0；
• 但是加上 delete 以后，会调用到基类 Thread 的析构，从而调用子线程的 Stop() 接口，实现如下：

Thread::~Thread() {
    
    
	Stop();
}

void Thread::Stop() {
    
    
	if (!m_pkHandle) {
    
    
		return;
	}
	WaitForSingleObject((HANDLE)m_pkHandle, INFINITE);
	CloseHandle((HANDLE)m_pkHandle);
	m_pkHandle = NULL;
}

• 由于子线程一直在运行没有返回，所以 WaitForSingleObject 会一直 阻塞等待，这个调用是在主线程进行的，所以现象就是主线程卡死了；

四、改进方案

• 为了让 WaitForSingleObject 不会无限等待，需要确保线程函数退出以后，才能进行逻辑线程的销毁；
• 所以可以在主线程轮询子线程状态，当子线程进入退出状态方能执行退出逻辑；
• 为了把问题描述清楚，这里增加一个线程结束条件，计数器 100 计数完毕 则将 m_bStop 置 true 让线程停下来；

#include "Thread.h"


class LogicThread : public Thread
{
    
    
public:
	LogicThread() : m_bStop(false) {
    
    
	}
protected:
	virtual void DoWork() {
    
    
		int nCnt = 100;
		while (!m_bStop) {
    
    
			printf("Thread[%d]: I'm active!\n", GetId());
			Sleep(16);
			if (--nCnt == 0) {
    
    
				m_bStop = true;  // 增加结束条件
			}
		}
		printf("Thread[%d]: I'm exit!\n", GetId());
	}
private:
	bool                      m_bStop;
};

int main() {
    
    
	LogicThread *pLS = new LogicThread;
	pLS->Start();
	// 主线程等待子线程退出；
	do {
    
    
		Sleep(16);
	} while (pLS->IsRunning());
	// 清理线程信息
	delete pLS;
	return 0;
}