【c++】【Linux】【进程】线程终止/崩溃 会导致进程终止/崩溃 吗？

【c++】【Linux】【进程】线程终止/崩溃 会导致进程终止/崩溃 吗？

1.线程终止会导致进程终止吗？

在操作系统中，线程是进程的基本执行单元，一个进程可以包含一个或多个线程。

  • 当一个子线程终止时，进程并不会因此自动终止，其他线程（包括主线程）仍然会继续运行。
  • 当主线程都终止时，进程才会结束。

1子线程先结束，主线程继续执行，进程不会终止

1.1使用detach(): 将子线程与主线程分离
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void worker() {
    std::cout << "子线程开始执行。" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));  // 模拟一些工作
    std::cout << "子线程结束。" << std::endl;
}

int main() {
    std::cout << "主线程开始执行。" << std::endl;

    std::thread t(worker);  // 创建子线程
    t.detach();  // 将子线程与主线程分离，主线程不等待子线程

    std::cout << "主线程继续执行，不等待子线程。" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));  // 主线程继续执行
    std::cout << "主线程结束。" << std::endl;

    return 0;
}
  1. List itemstd::thread t(worker): 这行代码创建了一个新的子线程，执行 worker 函数。
  2. t.detach(): 将子线程与主线程分离，使得主线程不会等待子线程完成。子线程将独立执行。
  3. std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5)): 主线程继续执行，并且睡眠 5 秒，确保子线程有时间执行。
  4. 子线程在 2 秒后结束，主线程在 5 秒后结束。
    运行结果：
    在这里插入图片描述
  • 主线程和子线程各自独立运行，互不干扰。
  • 即使子线程先于主线程结束，主线程仍会继续执行，直到完成其自身的任务。
1.2不使用detach(): 将子线程与主线程分离
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void worker() {
    std::cout << "子线程开始执行。" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));  // 模拟一些工作
    std::cout << "子线程结束。" << std::endl;
}

int main() {
    std::cout << "主线程开始执行。" << std::endl;

    std::thread t(worker);  // 创建子线程

    std::cout << "主线程继续执行，不等待子线程。" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));  // 主线程继续执行
    std::cout << "主线程结束。" << std::endl;

    return 0;
}

运行结果：
程序抛出了一个异常，但是异常没有被正确处理，但是主线程继续执行
在这里插入图片描述

1.3 使用 join(): 主线程等待子线程结束
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void worker() {
    std::cout << "子线程开始执行。" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));
    std::cout << "子线程结束。" << std::endl;
}

int main() {
    std::cout << "主线程开始执行。" << std::endl;

    std::thread t(worker);  // 创建子线程

    // 使用 join() 确保主线程等待子线程完成
    t.join();

    std::cout << "主线程结束。" << std::endl;

    return 0;
}

运行结果：
主线程等待子线程结束，整个进程再结束
在这里插入图片描述

2主线程先结束，其他线程被迫终止，进程也终止

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void worker() {
    std::cout << "子线程开始执行。" << std::endl;
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(10));  // 模拟一些工作
    std::cout << "子线程结束。" << std::endl;
}

int main() {
    std::cout << "主线程开始执行。" << std::endl;

    std::thread t(worker);  // 创建子线程

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));  // 主线程继续执行
    std::cout << "主线程结束。" << std::endl;

    return 0;
}

在这里插入图片描述

  • 主线程先于子线程结束，子线程被迫中止，进程也结束了

2.线程崩溃会导致进程崩溃吗？

  • 子线程崩溃不一定会导致进程崩溃，关键在于如何处理子线程中的错误和异常。

2.1子线程崩溃导致进程崩溃的情况

2.1.1子线程访问非法内存（进程崩溃）

（1）

#include <iostream>
#include <pthread.h>

void* thread_func(void* arg) {
    // 模拟非法内存访问
    int* ptr = nullptr;
    *ptr = 42;  // 触发崩溃
    return nullptr;
}

int main() {
    pthread_t thread;

    // 创建子线程
    if (pthread_create(&thread, nullptr, thread_func, nullptr) != 0) {
        std::cerr << "Failed to create thread." << std::endl;
        return 1;
    }

    pthread_join(thread, nullptr);  // 等待子线程结束

    std::cout << "Main thread continues running." << std::endl;

    return 0;
}

执行结果：
在这里插入图片描述
子线程访问了一个空指针，导致了段错误（Segmentation fault），进程崩溃。
（2）

#include <iostream>
#include <thread>
#include <string>

void thread_func(char* str) {
    // 尝试修改只读字符串
    str[0] = 'X';  // 修改字符串的第一个字符
    std::cout << "Thread modified string: " << str << std::endl;
}

int main() {
     char * str = "Hello, World!";  // 常量字符串（只读数据）

    // 创建多个线程来修改该字符串
    std::thread t1(thread_func, std::ref(str));
    std::thread t2(thread_func, std::ref(str));

    t1.join();
    t2.join();

    return 0;
}

执行结果：
在这里插入图片描述
子线程访问了无法被修改的常量区数据，导致了段错误（Segmentation fault），进程崩溃。

2.1.2 子线程抛出未捕获的异常（进程崩溃）

如果子线程抛出未捕获的异常，默认情况下会导致调用 std::terminate，从而导致进程崩溃。

#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <stdexcept>

void* thread_func(void* arg) {
    // 模拟子线程中的异常
    throw std::runtime_error("Child thread crashed!");
    return nullptr;
}

int main() {
    pthread_t thread;

    // 创建子线程
    if (pthread_create(&thread, nullptr, thread_func, nullptr) != 0) {
        std::cerr << "Failed to create thread." << std::endl;
        return 1;
    }

    pthread_join(thread, nullptr);  // 等待子线程结束

    std::cout << "Main thread continues running." << std::endl;

    return 0;
}

执行结果：
在这里插入图片描述

  • 子线程崩溃而没有适当的处理，std::terminate 会导致进程崩溃。
  • 子线程未捕获异常而触发了 std::terminate，导致整个进程崩溃，而不仅仅是子线程。
    这是因为，在多线程程序中，std::terminate 的行为会影响整个进程，即使子线程崩溃，主线程仍然会被中断并导致进程崩溃。

2.2子线程崩溃，但进程继续运行（捕获异常或通过错误处理）

2.2.1子线程异常被捕获，进程不崩溃
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <stdexcept>

void* thread_func(void* arg) {
    try {
        // 模拟子线程中的异常
        throw std::runtime_error("Child thread crashed!");
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Caught exception in child thread: " << e.what() << std::endl;
    }
    return nullptr;
}

int main() {
    pthread_t thread;

    // 创建子线程
    if (pthread_create(&thread, nullptr, thread_func, nullptr) != 0) {
        std::cerr << "Failed to create thread." << std::endl;
        return 1;
    }

    pthread_join(thread, nullptr);  // 等待子线程结束

    std::cout << "Main thread continues running." << std::endl;

    return 0;
}

执行结果：
在这里插入图片描述

2.2.2 子线程崩溃（但是通过分离线程，主线程继续执行）
#include <iostream>
#include <pthread.h>
#include <stdexcept>

void* thread_func(void* arg) {
    throw std::runtime_error("Child thread crashed!");
    return nullptr;
}

int main() {
    pthread_t thread;

    // 创建子线程
    if (pthread_create(&thread, nullptr, thread_func, nullptr) != 0) {
        std::cerr << "Failed to create thread." << std::endl;
        return 1;
    }

    pthread_detach(thread);  // 分离子线程，主线程继续执行

    std::cout << "Main thread continues running." << std::endl;

    return 0;
}

执行结果：
在这里插入图片描述
子线程抛出异常，但因为子线程已经分离，主线程不会被阻塞，进程继续运行，主线程完成执行。

总结

子线程崩溃导致进程崩溃的情况： 如果子线程因为非法内存访问（如空指针解引用）或者未捕获的异常（导致 std::terminate），则进程会崩溃。
子线程崩溃但不导致进程崩溃： 如果子线程抛出异常且异常被捕获，或者使用了 pthread_detach 来分离子线程，主线程仍然能够继续执行，进程不会崩溃。

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