C++多线程编程：其一、join()和joinable()函数

一、join的功能

假设有两个线程，线程A和线程B。线程A被托管在thread对象A中。在线程B中执行对象A的join()函数，那么线程B就会被阻塞住，直到线程A执行完成后，线程B才会执行A.join()后面的代码。
看代码：

void f(){
    Sleep(1000);
    cout<<"I am f thread"<<endl;
}
int main()
{
    thread t1(f);
    t1.join();
    cout<<"run main thread"<<endl;
}

执行结果：

I am f thread
run main thread

但是如果创建一个空的thread对象

int main()
{
    thread t1;
    t1.join();
    cout<<"run main thread"<<endl;
}

运行结果：

terminate called after throwing an instance of 'std::system_error'
  what():  Invalid argument

进程已结束,退出代码3

上一篇博客中提到了，空的thread对象，其实是没有持有操作系统相关的资源，这种情况是不能join的。

二、joinable()函数

joinable()函数的功能，官方文档说的非常晦涩难懂。我个人比较倾向于这种解释：“判断当前的线程对象是否是可执行线程对象。”
一般有三种情况，joinable()返回false：
（1）该thread对象通过无参构造函数构造；
（2）该thread对象执行过join()或者detach()；
（3）该thread对象被move过，但是move的接受方的joinable()结果为true。
看代码：

void f(){
}
int main()
{
    thread t1;
    thread t2(f);
    t1=move(t2);
    cout<<"t1 : "<<t1.joinable()<<endl;
    cout<<"t2 : "<<t2.joinable()<<endl;
    t1.join();
}

输出结果：

t1 : 1
t2 : 0

三、join函数到底干了什么？

一个非常容易忽略的点：join函数实际上是放弃了持有的线程资源。对于没有持有线程资源的thread对象不能join，这是为了保证thread对象只能join一次。joinable函数实际上是检测thread对象是否持有线程资源。
假如说我们创建了一个空的thread对象，没有传入函数，自然不会持有操作系统层面的线程资源。强行join就会报错。
假如我们给它move进来一个资源以后，那么它就可以join了。
这个对象在执行了join函数以后，彻底放弃了对于线程资源的管理权，joinable状态变成了false。
同样的道理，thread被move以后，放弃了线程资源，joinable状态变成了false。
一句话：joinable()返回值为true的对象，也就是持有线程资源的对象，才能join。

四、必须join或者detach吗？

从宏观上看，是的。
一句话描述：C++程序中，在thread对象执行析构函数的时候，不允许持有线程资源。执行析构之前，要么通过join放弃资源的控制权，要么将线程资源move出去。

~thread() _NOEXCEPT
{	// clean up
	if (joinable())
		_XSTD terminate();
}

从源码上看，直接以异常形式退出程序。

五、线程资源不能被覆盖

看代码：

void f(){
}
int main()
{
    thread t1(f);
    thread t2(f);
    t1=move(t2);   //覆盖t1持有的线程资源
    cout<<"t1 : "<<t1.joinable()<<endl;
    cout<<"t2 : "<<t2.joinable()<<endl;
    t1.join();
}

执行结果：

terminate called without an active exception

进程已结束,退出代码3