如果不包含 pthread，為什么 GCC 的線程標准庫實現會拋出異常？

Question

當我編寫使用例如std::promise的代碼時，並且我沒有在 GCC 中包含 PThread 庫時，我得到一個異常拋出而不是一個 Z3175B426046787EECE2377387340B 錯誤。 例如：

void product(std::promise<int> intPromise, int a, int b)
{
    intPromise.set_value(a * b);
}
int main()
{
    int a = 20;
    int b = 10;
    std::promise<int> prodPromise;
    std::future<int> prodResult = prodPromise.get_future();
    product(std::move(prodPromise), a, b);
    std::cout << "20*10= " << prodResult.get() << std::endl;
}

如果我在沒有-pthread的情況下編譯此代碼，則會引發以下異常：

terminate called after throwing an instance of 'std::system_error'
  what():  Unknown error -1
Aborted (core dumped)

如果std::promise在內部使用pthread庫，那么如果我沒有將-pthread命令行選項提供給g++ ，它應該會引發鏈接錯誤。 但它的編譯沒有任何錯誤，並且在運行時我遇到了上述問題。

Answer 1

原因是libstdc++使用了所謂的弱引用。

我們可以輕松追蹤您的特定代碼示例引發異常的原因。 set_value()調用std::call_once 。 function 在其實現中具有以下行^* ：

int e = gthread_once(&once.M_once, &once_proxy);

其中gthread_once 是：

static inline int gthread_once(gthread_once_t *once, void (*func)(void))
{
  if (gthread_active_p())
    return ...
  else
    return -1;
}

gthread_active_p返回false ，這就是gthread_once返回-1的原因，這在異常字符串中有所提及。

現在讓我們看一下gthread_active_p ：

static __typeof(pthread_key_create) gthrw_pthread_key_create
    __attribute__ ((weakref("__pthread_key_create")));

static inline int gthread_active_p(void)
{
  static void *const gthread_active_ptr = (void *)&gthrw_pthread_key_create;
  return gthread_active_ptr != 0;
}

gthrw_pthread_key_create是對__pthread_key_create的弱引用。 如果 linker 沒有找到符號__pthread_key_create ，則&gthrw_pthread_key_create將是 null 指針，如果找到__pthread_key_create ，則gthrw_pthread_key_create將為它的別名。 __pthread_key_create由pthreads庫導出。

標准庫源代碼還包含以下注釋：

對於多線程程序，它肯定必須使用的唯一東西是pthread_create 。 但是，可能有其他庫使用自己的定義攔截pthread_create以出於某種目的包裝pthreads功能。 在這些情況下，定義pthread_create可能並不一定意味着libpthread實際上已鏈接。

對於 GNU C 庫，我們可以使用已知的內部名稱。 這在 ABI 中始終可用，但沒有其他庫會定義它。 這是理想的，因為任何公共pthread function 都可能像pthread_create might be一樣被攔截。 __pthread_key_create是一個“內部”實現符號，但它是公共導出 ABI 的一部分。 此外，它是 static libpthread.a始終在使用pthread_create時鏈接的符號之一，因此在任何靜態鏈接的多線程程序中都不存在誤報結果的危險。

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^*刪除了一些下划線並擴展了宏以提高可讀性。