这是启动和停止线程的安全方法吗？

Question

假设我有一个名为 foo 的类，它在一个线程中执行一些任务。我想随时启动和停止这个任务。我的代码如下:

class foo
{

public:
    foo() {};
    ~foo() {};

    void start_thread() {
        thread_active = true;
        the_thread = std::thread(&foo::execute, this);
    }
    void stop_thread() {
        thread_active = false;
        the_thread.join();
    }

private:
    void execute() {
        while (thread_active)
            std::cout << "executing...\n";
    }

    std::thread the_thread;
    bool thread_active;
};

我这样调用它：

int main()
{
    foo bar;
    bar.start_thread();
    Sleep(1000);
    bar.stop_thread();
}

这样做安全吗？

- JimBob

---

我会将 thread_active 改为 std::atomic<bool>。 - Werner Henze

你需要使用互斥锁或是std::atomic来保护thread_active的并发，正如之前的评论建议的那样。 - turbopapero

例子在写操作之后使用内存栅仍将在 x86 和 arm 上运行。 - Tarek Dakhran

Answer 1

不，这并不是一种安全的方式。

原因是thread_active成员在多个线程中读取和写入时没有进行同步，应该将其声明为std::atomic_bool或使用其他形式的同步。

- 6502

---

你能详细说明（例如提供一个例子）另一种同步形式吗？ - JimBob

@JimBob：你可以使用std::mutex，在读取或写入之前实例化一个std::lock_guard以获取锁（虽然在这种情况下似乎有些过度保护）。 - 6502

请问能否解释一下：到底哪里不安全？线程中多运行一个while循环的风险大还是线程永远无法退出的风险大？ - Vlad Feinstein

@VladFeinstein：如果你在一个线程中写入一个位置，并在另一个线程中读取相同的位置而没有同步，那么你就处于UB领域，任何事情都可能发生。编译器作者（甚至CPU设计者）可以自由地忽略处理这些行为，因为程序员不应该这样做。 - 6502

如果您在访问“thread_active”时不使用任何形式的同步，编译器可以自由地假设“thread_active”没有被其他线程修改。如果您将“std::cout << 'executing...\n';”替换为某个足够聪明的编译器（例如clang）可以推断出它既不修改“thread_active”，也不包含任何形式的同步的内容，那么您的线程将永远不会退出。 - Kit.