管理线程之等待线程结束

正常环境下等待线程结束

如果需要等待线程结束，就在线程的实例对象上调用join()。在管理线程之创建线程最后的例子中，用my_thread.join()代替my_thread.detach()就可以确保在函数终止前、局部变量析构前，线程会终止。在这种情况下，用分开的线程来运行函数就没有什么意义了。因为在等待my_thread终止时，这个线程就不做任何事情了。在实际的工程应用中，要么这个线程做自己的事，要么创建多个线程等待它们结束。

join()是简单粗暴的，或者你等待线程终止，或者你不等待。如果想要更加精确控制，例如检查这个线程是否终止，或只是等待某一段时间，这是你必须使用其他方法例如条件变量等。线程调用join()会清理相应的内存空间，调用join()后，std::thread对象就不再和这个线程相关了。这也就是意味着，对于一个线程实例对象，你仅仅可以调用join()一次，在调用后，这个线程对象就不在是joinable，调用joinable()会返回false。

异常环境下的情况

在线程对象销毁前，必须确保调用了join()或detach()。如果要分离一个线程，通常是在创建线程后立即调用detach()，因此这不是问题。但是如果要等待一个线程，那么必须小心去找到在代码的什么地方调用join()。也就是说，因为异常的发生，join()有可能被跳过而得不到执行。

为了避免应用程序在异常时终止，要考虑到在异常情况下怎么做。通常来讲，在没有异常情况下如果调用join()，那么再异常情况下也需要调用join()，这样才可以避免意外的生命周期的问题。在实际代码中，可以使用try/catch：

struct func;

void f()
{
	int some_local_state=0;
	func my_func(some_local_state);
	std::thread t(my_func);
	try
	{
		do_something_in_current_thread();
	}
	catch(...)
	{
		t.join();
		throw;
	}
	t.join();
}

上面代码使用try/catch模块来确保调用join()，无论是否发生异常。使用try/catch有点冗长（verbose），而且容易出现作用域错误，不是理想的解决方法。

另一种方法是RAII（Resource Acquisition Is Initialization资源获取即初始化），在类的析构函数中调用join()

class thread_guard
{
	std::thread& t;
public:
	explicit thread_guard(std::thread& t_):t(t_){}
	~thread_guard()
	{
		if(t.joinable())//先检查是否已经掉用过join
			t.join();
	}
	//下面是禁止使用拷贝构造函数和赋值操作符，这需要
	//C++11的支持
	thread_guard(thread_guard const&)=delete;
	thread_guard& operator=(thread_guard const&)=delete;
};
struct func;
void f()
{	
	int some_local_state=0;
	func my_func(some_local_state);
	std::thread t(myfunc);
	thread_guard g(t);
	do_something_in_current_thread();
}

上面的原理是局部变量会按照构造的逆顺序销毁，因为这些变量都在栈上。thread_guard对象g首先销毁，在它的析构函数调用了join()。

上面代码中禁用了复制构造函数和赋值操作符。这是为了防止thread_guard对象超出thread对象的生命周期。

如果不需要等待线程终止，那么可以用分离来避免异常安全问题。

在后台运行线程

在线程对象调用detach()后，线程就分离了，在后台运行了，没有直接的方法了和它通信了。线程在后台运行后，控制权就交给了C++ Runtime Library，来保证当线程存在时资源的回收使用。

分离的线程叫做守护线程，这个来源于Unix中的守护进程（在后台运行，没有显示的用户接口）。这样的线程常常是长时间运行的，它们经常在应用的整个生命周期都在运行，清理不使用的对象或者优化数据结构等。另一种极端情况是，它可以使用分离的线程（如果有一种机制可以检测某个线程是否完成任务，或线程是用来即发即弃任务“fire and forget”）。

在分离一个线程前，必须确保线程可以分离，即std:thread的对象还和线程关联。和调用join()前的检查相同，先调用joinable()，如果返回true，再调用detach。

考虑一个文件处理的应用。这个应用可以同时编辑多个文档。编辑窗口是独立的，它们的代码相同，但是处理的数据不同。一种处理的方法就是在打开一个新的文档时就创建新的线程，然后分离。

void edit_document(std::string const& filename)
{
	open_document_and_display_gui(filename);
	while(!done_editing())//编辑是否完成
	{
		user_command cmd=get_user_input();//用户输入命令
		if(cmd.type==open_new_document)//要打开新文档
		{
			std::string const new_name=get_filename_from_user();
			std::thread t(edit_document,new_name);//创建线程
			t.detach();//分离，在后台运行
		}
		else
		{
			process_user_input(cmd);
		}
	}
}