如何在 Rust 中检查线程是否已经完成？

Question

当我在Rust中创建一个线程时，会得到一个JoinHandle，这个对象很适合用来…等待（一个阻塞操作），但除此之外没什么其他用处。如何检查子线程是否已经退出（也就是说，JoinHandle.join()不会阻塞）？如果您知道如何终止一个子线程则可以获得额外的积分。

我想通过创建通道，向子进程发送一些内容，并捕获错误来实现此目的，但这似乎是不必要的复杂性和开销。

- Doctor J

Answer 1

自 Rust 1.7 起，标准库中没有 API 可以在不阻塞的情况下检查子线程是否已退出。

一种可移植的解决方法是使用 通道 向父进程发送消息，以表示子进程即将退出。 Receiver 具有非阻塞的 try_recv 方法。当 try_recv 收到消息时，您可以使用 JoinHandle 上的 join() 来检索线程的结果。

还有不稳定的平台特定扩展特性，可以让您获取原始线程句柄。然后，您需要编写平台特定代码来测试线程是否已退出。

如果您认为这个功能应该在Rust的标准库中，您可以提交RFC（一定要先阅读README！）。

如果您知道如何终止子线程，那就更好了。

在Rust中，线程是使用本地操作系统线程实现的。即使操作系统可能提供一种终止线程的方法，这样做是不明智的，因为线程分配的资源直到进程结束时才会被清理。

- Francis Gagné

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如果线程从未发送消息，但是 try_recv 返回 Disconnected，那我们可以得出结论该线程已终止吗？ - iago-lito

不一定；一个线程可以早期放弃其发送者（例如使用 drop(sender); 或 let _ = sender;）。 - Francis Gagné

非常正确。现在，如果这些是唯一的误报情况，那么我猜线程可以接收 _sender 作为参数并且从未使用它。这样，_sender 就会像生命线一样起作用...除非编译器决定立即释放它？ - iago-lito

不，_sender 是一个有效的变量名（不像 _），所以析构函数将在该变量超出作用域时运行，除非你自己移出该变量。任何优化级别都无法改变这一点。 - Francis Gagné

太好了！所以我可以使用std而不会阻塞来检查子线程是否已退出。诀窍是let (rx, tx) = mpsc::channel();，将tx移动到子线程中，并定期检查rx.try_recv()，直到它产生Err(Disconnected)。在其侧面，线程需要接收_tx并承诺根本不使用它。我唯一能想到的缺点是，如果其他人编写了_tx，我无法强制执行子线程不会提前丢弃_tx。 - iago-lito

Answer 2

朋友们，这是可能的。使用Rust会在结束或崩溃时丢弃的引用计数器。100％安全。例如：

use std::time::Duration;
use std::sync::Arc;
use std::sync::atomic::{AtomicBool, Ordering};
use std::thread;

fn main() {
    // Play with this flag
    let fatal_flag = true;
    let do_stop = true;

    let working = Arc::new(AtomicBool::new(true));
    let control = Arc::downgrade(&working);

    thread::spawn(move || {
        while (*working).load(Ordering::Relaxed) {
            if fatal_flag {
                panic!("Oh, my God!");
            } else {
                thread::sleep(Duration::from_millis(20));
                println!("I'm alive!");
            }
        }
    });

    thread::sleep(Duration::from_millis(50));

    // To stop thread
    if do_stop {
        match control.upgrade() {
            Some(working) => (*working).store(false, Ordering::Relaxed),
            None => println!("Sorry, but thread died already."),
        }
    }

    thread::sleep(Duration::from_millis(50));

    // To check it's alive / died
    match control.upgrade() {
        Some(_) => println!("Thread alive!"),
        None => println!("Thread ends!"),
    }
}

主要内容: https://gist.github.com/DenisKolodin/edea80f2f5becb86f718c330219178e2

运行地点: https://play.rust-lang.org/?gist=9a0cf161ba0bbffe3824b9db4308e1fb&version=stable&backtrace=0

更新: 我创建了thread-control 包来实现这个方法: https://github.com/DenisKolodin/thread-control

- DenisKolodin

Answer 3

简短回答是目前还不可能。但这并不是真正需要解决的问题。

如果你知道如何终止一个子线程，就可以得到额外的加分。

千万不要

即使在支持终止线程的语言中 (比如Java)，也建议不要这样做。

线程的执行通常会编码显示的交互点，并且经常有隐含的假设认为不会发生其他任何干扰。

最极端的例子当然是资源：天真的 "终止" 方法将停止执行线程；这意味着不释放任何资源。您可以考虑内存，这是您最不用担心的。相反，想象一下所有没有解锁并将在以后创建死锁的 Mutex...

另一种选择是向线程注入 panic，从而导致展开。但是，您不能 只是在任何时间点开始展开！程序必须定义 安全点，在这些点注入 panic 将被保证是安全的（在任何其他点注入它都意味着潜在地破坏共享对象）；如何定义这样的安全点并在其中注入 panic 是本机语言中一个开放的研究问题，特别是那些在系统上执行 W^X（内存页面仅为可写或可执行，但绝不是两者兼备）。

总之，目前没有已知的安全方法（无论从内存还是从功能上）可以杀死一个线程。

- Matthieu M.

Answer 4

截至rust 1.61.0，有一个is_finished方法。 https://doc.rust-lang.org/stable/std/thread/struct.JoinHandle.html#method.is_finished

- Blue7

Answer 5

我认为Arc可以用来解决这个问题，如果线程退出，则引用计数器将减少一个。

- kingmeng