C++线程detach异常：调用detach后long_process未执行完成求助

测试环境 #

• 系统：Ubuntu 18.05
• 编译器：g++ 7.5

初始测试代码 #

#include <thread>
#include <fstream>
#include <chrono>
#include <iostream>

using namespace std;

void long_process()
{
    ofstream ofs("test.log", ios::app);
    ofs<<"long process start" <<endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(3*1000)); // 等待3秒
    ofs<<"long process end" <<endl;
}

int main()
{
    ofstream ofs("test.log", ios::app);
    ofs << "main start" <<endl;
    std::thread th(long_process);
    th.detach();
    ofs << "main end" <<endl;
}

实际日志输出 #

main start
main end
long process start

预期日志输出 #

main start
main end
long process start
long process end

join模式下的正常表现 #

将th.detach()改为th.join()后，日志输出符合预期：

main start
long process start
long process end
main end

尝试的改进代码（问题仍存在） #

void long_process()
{
    thread_local ofstream *ofs = new ofstream("test.log", ios::app);
    *ofs<<"long process start" <<endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(3*1000));
    *ofs<<"long process end" <<endl;
}

int main()
{
    thread_local ofstream ofs("test.log", ios::app);
    ofs << "main start" <<endl;
    std::thread th(long_process);
    th.detach();
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(1000));
    ofs << "main end" <<endl;
}

原因分析 #

核心问题是主线程退出会直接终止整个进程，所有已detach的后台线程也会被强制终止。

在初始代码中，主线程执行完输出main end的代码后就直接退出了，此时detach的子线程还处于3秒的sleep阶段，根本没机会执行输出long process end的代码，就被操作系统随进程一起销毁了。

用join()时，主线程会等待子线程完全执行完毕后再退出，所以子线程的所有逻辑都能正常跑完。

你尝试的thread_local和动态分配IO对象的方案，并没有解决主线程提前退出的本质问题——主线程只sleep了1秒就退出，子线程还需要再跑2秒才能输出结束日志，进程终止依旧会打断它的执行。

解决思路 #

要让detach的子线程完成全部执行，必须保证主线程晚于子线程退出，常见的实现方式有：

• 主线程中设置足够长的等待时间（比如sleep 4秒，确保子线程执行完毕），但这种方式不够灵活；
• 使用std::condition_variable等同步原语，让子线程执行完毕后主动通知主线程；
• 如果子线程是长期运行的后台任务，主线程需要保持运行状态（比如进入无限循环，直到收到退出信号）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者ques