c++ - pthread_cancel之后的"terminate called without an active exception"

在探查this question的条件时，出现了一个问题，下面的代码举例说明了这一问题。

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <stdexcept>
#include <cxxabi.h>

using namespace std;

// mocking external library call stuck in a strictly user-land infinite loop
int buggy_function_simulation()
{
    // cout << "In buggy function" << endl; // (1)
    int counter = 0;
    while (true)
    {
        if ( ++counter == 1000000 ) { counter = 0; }
    }
    return 0;
}

int main(int argc, char **argv) {
    cout << "Hello, world!" << endl;

    auto lambda = []() {
        pthread_setcanceltype( PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS, nullptr );
        // cout << "ID: "<<pthread_self() <<endl; // (2)
        try
        {
            cout << "ID: "<<pthread_self() <<endl; // (3)
            buggy_function_simulation();
        }
        catch ( abi::__forced_unwind& )
        {
            cout << "thread cancelled!" << endl; // (4)
            throw;
        }
    };

    std::thread th(lambda);

    pthread_t id = th.native_handle();
    cout << id << endl;

    this_thread::sleep_for(chrono::seconds(1));
    cout << "cancelling ID: "<< id << endl;

    pthread_cancel(id);
    th.join();

    cout << "cancelled: "<< id << endl;

    return 0;
}

编译并运行会导致异常中止:

$ g++ -g -Og -std=c++11 -pthread -o test test.cpp -lpthread
$ ./test
Hello, world!
139841296869120
ID: 139841296869120
cancelling ID: 139841296869120
terminate called without an active exception
Aborted (core dumped)
$

请注意，诊断输出(4)不会出现。

如果我注释掉(3)并取消注释(2)，结果是:

$ ./test
Hello, world!
139933357348608
ID: 139933357348608
cancelling ID: 139933357348608
cancelled: 139933357348608
$

同样，(4)的输出没有出现(为什么？)，但已取消中止操作。

或者，如果我保留(3)，将(2)保留为注释，而取消注释(1)，则结果最终符合预期:

$ ./test
Hello, world!
139998901511936
ID: 139998901511936
In buggy function
cancelling ID: 139998901511936
thread cancelled!
cancelled: 139998901511936
$

因此，问题是:

在第一种情况下“终止而没有事件异常”终止的原因是什么？

在第二种情况下为什么未激活catch块？

为什么在第三种情况下不加注释(1)会有这种不同？

为了完整起见，这是第一种情况下来自gdb的堆栈跟踪:

Program terminated with signal SIGABRT, Aborted.
#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:51
51      ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c: No such file or directory.
[Current thread is 1 (Thread 0x7f5d9b49a700 (LWP 12130))]
(gdb) where
#0  __GI_raise (sig=sig@entry=6) at ../sysdeps/unix/sysv/linux/raise.c:51
#1  0x00007f5d9b879801 in __GI_abort () at abort.c:79
#2  0x00007f5d9bece957 in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#3  0x00007f5d9bed4ab6 in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#4  0x00007f5d9bed4af1 in std::terminate() () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#5  0x00007f5d9bed44ba in __gxx_personality_v0 () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#6  0x00007f5d9bc3a708 in ?? () from /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
#7  0x00007f5d9bc3acfc in _Unwind_ForcedUnwind () from /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
#8  0x00007f5d9c1dbf10 in __GI___pthread_unwind (buf=<optimized out>) at unwind.c:121
#9  0x00007f5d9c1d0d42 in __do_cancel () at ./pthreadP.h:297
#10 sigcancel_handler (sig=<optimized out>, si=0x7f5d9b499bb0, ctx=<optimized out>) at nptl-init.c:215
#11 <signal handler called>
#12 buggy_function_simulation () at test.cpp:15
#13 0x0000558865838227 in <lambda()>::operator() (__closure=<optimized out>) at test.cpp:29
#14 std::__invoke_impl<void, main(int, char**)::<lambda()> > (__f=...) at /usr/include/c++/7/bits/invoke.h:60
#15 std::__invoke<main(int, char**)::<lambda()> > (__fn=...) at /usr/include/c++/7/bits/invoke.h:95
#16 std::thread::_Invoker<std::tuple<main(int, char**)::<lambda()> > >::_M_invoke<0> (this=<optimized out>)
    at /usr/include/c++/7/thread:234
#17 std::thread::_Invoker<std::tuple<main(int, char**)::<lambda()> > >::operator() (this=<optimized out>)
    at /usr/include/c++/7/thread:243
#18 std::thread::_State_impl<std::thread::_Invoker<std::tuple<main(int, char**)::<lambda()> > > >::_M_run(void) (
    this=<optimized out>) at /usr/include/c++/7/thread:186
#19 0x00007f5d9beff66f in ?? () from /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6
#20 0x00007f5d9c1d26db in start_thread (arg=0x7f5d9b49a700) at pthread_create.c:463
#21 0x00007f5d9b95a88f in clone () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/clone.S:95

最佳答案

如果从标记为noexcept的函数内部抛出该消息，则可以触发该消息。所有析构函数都是隐式的noexcept，因此，如果在引发由pthread_cancel触发的异常时线程正在运行析构函数，则程序将终止并收到该消息。
operator<<的std::cout是格式化的输出操作，它构造一个sentry对象，该对象在退出时被破坏(请参阅https://en.cppreference.com/w/cpp/named_req/FormattedOutputFunction)。如果在处理sentry对象的析构函数的同时取消，则将终止您的应用程序。

不要在C++中使用PTHREAD_CANCEL_ASYNCHRONOUS。由于会自动从pthread_cancel子句中重新抛出，因此即使使用catch也可能会出现问题。

更新:
pthread_cancel是POSIX C函数，旨在与C代码一起使用。它具有两种操作模式:同步和异步。

同步使用pthread_cancel在目标线程上设置一个内部标志，然后在POSIX文档中检入标记为取消点的某些功能。如果目标线程调用了这些函数中的任何一个，则会触发取消。在Linux上，这是通过使用无法捕获和丢弃的C++异常机制引发特殊异常来完成的。这将触发堆栈展开，调用C++析构函数并运行在pthread_cleanup_push中注册的代码。假定没有 try catch 和丢弃该异常，这与常规C++代码兼容。如果所有捕获块都重新抛出，那么一切都会按预期进行。如果取消开始于标记为noexcept的函数内(例如析构函数，默认情况下为noexcept)，则程序将终止。
pthread_cancel的异步使用是不同的。这会向目标线程发送一个特殊信号，该信号会在任意任意点中断目标线程，并开始上述堆栈展开过程。这更加危险，因为代码可能在评估任何任意表达式的中间，因此应用程序数据的状态定义得不够好。

如果您将异步取消与旨在支持该代码的代码一起使用，则可以这样做。通过谨慎地使用pthread_setcancelstate禁用特定区域中的取消，以及使用pthread_cleanup_push注册取消清除处理程序，可以使代码异步取消安全。但是，并非在所有情况下都可以这样做。

对于同步取消，如果声明为noexcept的函数未调用任何取消点函数，则一切正常。使用异步取消，所有代码都是潜在的取消点，因此在输入任何标记为noexcept的代码之前，必须调用pthread_setcancelstate暂时禁用取消，否则，如果在该函数运行时收到取消信号，则由于取消异常(exception)。如上所述，这包括所有未明确标记为terminate的析构函数。

因此，在使用异步取消时，对任意C++库代码的任何调用(因此可能会使用析构函数构造C++对象)都具有潜在的危险，并且您必须调用noexcept(false)来禁用任何使用析构函数创建C++对象的代码块周围的取消，和/或在您无法控制的情况下调用C++库代码(例如标准库函数)。

关于c++ - pthread_cancel之后的"terminate called without an active exception"，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题：https://stackoverflow.com/questions/59082973/