C++ 对象是怎么死的?Win32 线程篇

文章目录

★两套 API:OS API vs CRT API
★三种死法
★类对象的析构
★关于主线程之死

前面的帖子里聊完了进程终止对C++对象析构的影响。今天咱们来说一下线程对于C++对象析构的影响。
由于 C++ 03 标准【没有】包含线程的概念,而(截至写本文时)C++ 0x 尚未正式发布。所以对线程的讨论只好根据特定的操作系统平台来谈。对于操作系统自带的线程 API,目前比较流行的款式是 Windows 平台提供的线程 API 和 POSIX 平台上的 pthread API。但是这两种线程 API 的差异实在是太大,没法拿出来一起聊。我只好把“线程篇”的帖子再拆分一下,今天先来聊一聊 Win32 的线程 API(下一篇再聊 pthread)。
另外,对于进行跨平台开发的同学,应该已经用上了某些跨平台的第三方线程库(比如 ACE、Boost …),对于这些库的介绍,初步打算放到“C++的可移植性和跨平台开发”系列中。

★两套 API:OS API vs CRT API

本来照例要先介绍线程的几种死法,但是考虑到很多 Windows 程序员经常混淆线程 API,搞不清楚到底该用哪个。所以先来说一下两线程 API 的问题。
首先,Windows 操作系统本身提供了线程的创建函数 CreateThread 和销毁函数 ExitThread。顾名思义,其中的 CreateThread 用于创建线程,ExitThread 用于在线程函数内部退出线程(也就是自杀)。
其次,在 Visual C++ 自带的 C 运行库(以下简称 CRT)中,还带了另外4个 API 函数,分别是:_beginthread,_endthread,_beginthreadex,_endthreadex。其中的 _beginthread 和 _beginthreadex 用于创建线程(它们内部调用了 CreateThread ),而 _endthread 和 _endthreadex 用于自杀(它们内部调用了 ExitThread)。
某些同学看到这里,被搞懵了,心想:“干嘛要搞这么多玩意儿出来糊弄人?有 CreateThread 和 ExitThread 不就够了嘛!”其实你有所不知,此中大有奥妙啊!
OS API 作为操作系统本身提供的 API 函数,它被设计为语言无关的。它们不光可以被 C++ 调用,还可以被其它诸如 VB、Python、Delphi 等开发语言来调用。所以它们不会(也不能够)帮你处理一些和具体编程语言相关的琐事。
而 CRT API 虽然最终还是要调用 OS API 来完成核心的功能,但是 CRT API 可以在不知不觉中多帮我们干了一些虽琐碎但重要的工作。(如果同学们想窥探一下 CRT API 内部都干了些啥,可以拜读一下 Win32 编程的经典名著《Windows 核心编程》的 6.7章节,里面介绍得挺细致的)
费了这么多口水,无非是要同学们牢记:以后在 Windows 平台下开发多线程程序,【千万不要】直接使用这两个线程 API(也就是 CreateThread 和 ExitThread),否则后果自负 :-)
另外,顺便补充一下。除了上述提到的 CRT 库。其它一些 Windows 平台的 C++ 库也可能提供了线程的启动函数(比如 MFC 的 AfxBeginThread),这些函数也对 OS API 进行了包装,所以它们用起来也是安全滴。

★三种死法

说完了两套 API,开始来讨论一下线程的几种死法。线程和进程一样,也有三种死法。详见如下:

◇自然死亡

一般来说,每个线程都会对应某个函数(以下称为“线程函数”)。线程函数是线程运行的主体。所谓的“自然死亡”,就是通过return语句结束线程函数的执行。

◇自杀

所谓的“自杀”,就是当前线程通过调用某 API 把【自己】给停掉。前面已经说了 OS API 的坏话,同学们应该明白【不能】再用它们。那我们能否使用 CRT API 来进行自杀呢?请看 MSDN 上的相关文档。上面说了,如果使用 _endthread 或 _endthreadex,将导致析构函数【不被调用】。

◇它杀

所谓的“它杀”,很明显,就是其它线程通过调用某 API 把当前线程给【强行】停掉。对于 Windows 平台来说,实现“它杀”比较简单,使用 TernimateThread 就直接干掉了(它杀也是三种里面最野蛮的)。

★类对象的析构

前一个帖子的风格,还是把类对象分为三种:局部非静态对象、局部静态对象、非局部对象(全局对象)。
由于“非局部对象”是在 main 之前就创建、在进程死亡时析构,暂时与线程扯不上太大关系。剩下的两种局部对象,在宿主线程(所谓宿主线程,就是创建该局部对象的线程)死亡时会受到什么影响捏?请看如下的对照表:
--------------------------
| | 局部非静态对象 | 局部静态对象 |
|自然死亡 | 能 | 能 |
|自杀 | 不能 | 能 |
|它杀 | 不能 | 能 |
--------------------------
从上述结果可以看出,Windows 上线程的死法还是以自然死亡为最安全,这点和进程的死法类似。所以同学们在 Windows 上开发时,要尽量避免自杀和它杀。

★关于主线程之死

所谓“主线程”,就是进程启动时,操作系统为该进程默认创建的【第一个】线程。通俗地说,可以把 main 函数看成是主线程的线程函数。
“主线程之死”是很有讲究的。由于前面已经阐述了非自然死亡的坏处,所以我们只讨论主线程自然死亡这一种情况。当主线程自然死亡时(也就是用 return 从 main 返回时),会导致 exit 函数被调用,然后 exit 函数就会开始清除当前进程的各种资源,为进程的死亡作准备。这时候,如果还有其它活着的线程,也会被一起干掉(其效果类似于它杀)。
为了防止出现上述情况,主线程一定要负责最终的善后工作 — — 换句话说:务必等到其它线程都死了,主线程才能死。

Windows 平台上,有关线程的对象析构问题,就聊到这。下一个帖子,咱们来聊一下 pthread 相关的对象析构话题。

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