std::thread构造完成是否真的与执行线程的启动保持同步？

你的核心问题是对C++内存模型中synchronize with术语的理解有偏差，主流标准库的实现完全符合标准要求，不存在违规问题。

1 先搞懂synchronize with的真正含义 #

C++标准里的同步关系不是指两个事件的执行时间严格一先一后，而是跨线程的内存可见性保证：只要A事件和B事件构成synchronize with关系，那么A发生之前所有的内存写入，对B执行的代码来说都是完全可见的，不需要额外同步。
放到std::thread的场景里，这个规定的实际作用是：你在构造std::thread对象之前、以及构造过程中写入的所有数据（比如传给线程函数的参数、线程函数要访问的全局变量等），新线程执行函数的时候一定能读到最新值，不会出现半写的脏数据。

2 为什么新线程可以在构造函数结束前启动 #

标准从来没有要求构造函数必须完全执行完才能启动新线程，只要满足可见性要求就符合规范。
现在libc++、libstdc++的实现逻辑都是：

• 第一步：先把线程要执行的函数f、传入的参数全部拷贝一份，写到线程关联的共享存储里，完成所有必要的写入操作
• 第二步：调用操作系统API创建新线程

操作系统调度新线程的时机是不确定的，完全可能刚发起创建线程的系统调用，新线程就被调度执行了，而此时std::thread的构造函数还在做收尾工作（比如给线程对象的内部id字段赋值、处理返回状态等），这就出现了你观察到的「新线程先跑，构造函数还没结束」的情况。
这种实现是完全合法的：因为线程函数f需要用到的所有数据在创建线程前就已经全部写完了，可见性已经得到保障，构造函数剩下的收尾操作不涉及f要访问的内容，哪怕和新线程并行执行也不会违反同步规则。

3 是不是标准和实现有差异？ #

完全不存在差异，是你之前对同步规则的预期超出了标准的要求。标准只保证可见性，不保证两个事件的执行顺序完全没有重叠，哪怕构造函数和新线程同时运行，只要可见性要求达标，就满足「构造函数完成和f启动构成同步关系」的规定。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ryoji