C++中线程join与detach并发执行：VS异常是Bug还是未定义行为？

主线程对线程t执行join操作的同时，线程x对同一个t调用detach，对应的代码如下：

#include <thread>
#include <iostream>

int main(void) {
    auto t = std::thread([] {
        std::this_thread::sleep_for( std::chrono::milliseconds(1000) );
    } );
    auto x = std::thread([&t] {
        std::this_thread::sleep_for( std::chrono::milliseconds(500) );
        if ( t.joinable() )
        {
            std::cout << "detaching t..." << std::endl;
            t.detach();
        }
    } );
    std::cout << "joining t..." << std::endl;
    t.join();
    x.join();
    std::cout << "Ok" << std::endl;
    return 0;
}

该程序在GCC的libstdc和Clang的libc环境下能正常运行，输出如下：

joining t...
detaching t...
Ok

但在Visual Studio中会以非零退出码终止，无法打印"Ok"。

结论 #

这是程序本身存在未定义行为，而非Visual Studio的Bug。

C++标准明确规定，std::thread的成员函数join()和detach()都不是线程安全的——当多个线程同时对同一个std::thread对象执行join、detach或者其他修改其内部状态的操作时，会触发未定义行为。

在这个例子里，主线程调用t.join()的同时，线程x可能正在调用t.detach()，两者同时修改t的内部状态（比如标记线程是否可join的标志），这种竞态条件直接导致了未定义行为：不同编译器的标准库实现对这种情况的处理逻辑不同，libstdc++/libc++的实现恰好没有崩溃，但Visual Studio的实现则触发了错误终止。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Fedor