c++ - 调用线程会在 thread.join() 之后看到对局部变量的修改吗？

Question

在最简单的示例中，假设我有一个启动线程的函数，该线程又将局部变量的值设置为 true。我们加入线程，然后离开函数。

bool func() {
    bool b = false;
    std::thread t([&]() { b = true; }); 
    t.join();
    return b;
}

这个函数会返回 true，还是未定义行为？

Answer 1

是的，它必须返回 true。

[thread.thread.member]

void join();

4 Effects: Blocks until the thread represented by *this has completed.

5 Synchronization: The completion of the thread represented by *this synchronizes with ([intro.multithread]) the corresponding successful join() return.

所以由句柄表示的线程的执行，以及相关的副作用在 join 返回到调用上下文之前完成。

例子

让我们看一下两个函数，它们的区别仅在于它们加入线程的时间:

int count_A() {
    int counter = 0;
    bool flag(true);
    auto t = std::thread([&]{flag = false;});

    while(flag) {    // infinite loop - flag never synchronized
        ++counter;
    }
    t.join();        // joins thread after loop exits
    return counter;
}
int count_B() {
    int counter = 0;
    bool flag(true);
    auto t = std::thread([&]{flag = false;});

    t.join();       // joins thread before loop, forcing synchronization
    while(flag) {
        ++counter;
    }
    return counter;
}

在 -O3 优化下使用 g++ 8.2 版编译时，调用 count_A 会导致无限循环，因为编译器假定 flag 始终为真.

另一方面，调用 count_B 只会返回值 0。因为在thread.join()之后检查了flag的值，重新加载了它的值，而flag是false所以while循环不执行。

请注意，如果 flag 更改为 atomic_bool，则 count_A 具有递增计数器的预期行为，直到将标志设置为false，函数不会进入无限循环(而是在 flag 被子线程设置为 false 时返回)。