C++11 std::thread 和虚函数绑定

Question

我遇到了一个奇怪的 C++ 代码行为，不确定它是编译器错误还是只是我的代码的未定义/未指定行为。代码如下：

#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <thread>

struct Parent {
    std::thread t;

    static void entry(Parent* p) {
        p->init();
        p->fini();
    }

    virtual ~Parent() { t.join(); }

    void start() { t = std::thread{entry, this}; }

    virtual void init() { std::cout << "Parent::init()" << std::endl; }
    virtual void fini() { std::cout << "Parent::fini()" << std::endl; }
};

struct Child : public Parent {
    virtual void init() override { std::cout << "Child::init()" << std::endl; }
    virtual void fini() override { std::cout << "Child::fini()" << std::endl; }
};

int main() {
    Child c;

    c.start();
    sleep(1); // <========== here is it

    return 0;
}

代码的输出如下，这并不奇怪：

Child::init()
Child::fini()

但是，如果函数调用“sleep(1)”被注释掉，输出将是：

Parent::init()
Parent::~fini()

在 Ubuntu 15.04 上测试，gcc-4.9.2 和 clang-3.6.0 显示相同的行为。编译器选项：

g++/clang++ test.cpp -std=c++11 -pthread

它看起来像一个竞争条件（在线程开始之前 vtable 没有完全构建）。这段代码格式不正确吗？编译器错误？还是应该是这样的？

Answer 1

@KerrekSB commented:

” 线程使用子对象，但是子对象在线程加入之前就被销毁了（因为加入只发生在子对象的销毁开始之后）。

Child 对象在main 的末尾被销毁。 Child 析构函数被执行，并有效地调用Parent 析构函数，其中Parent 基（没有这样）和数据成员（线程对象）被销毁。当析构函数在基类链中向上调用时，对象的动态类型会发生变化，与构造过程中的变化顺序相反，因此此时对象的类型为Parent。

线程函数中的虚拟调用可以发生在调用Child析构函数之前、重叠或之后，在重叠的情况下，有一个线程访问正在更改的存储（实际上是vtable指针）由另一个线程。所以这是未定义的行为。

Answer 2

这是常见的设计问题；你试图做的是一个经典的反模式。

Parent不能同时是线程管理器，启动线程并等待线程终止：

virtual ~Parent() { t.join(); }

void start() { t = std::thread{entry, this}; }

还有一个线程对象：

virtual void init() { std::cout << "Parent::init()" << std::endl; }
virtual void fini() { std::cout << "Parent::fini()" << std::endl; }

这是两个截然不同的概念，具有严格不兼容的规范。

（而且线程对象一般没用。）