C++並發程式設計：如何處理多執行緒環境下的例外處理？

多執行緒 C 例外處理指南提出了四種關鍵方法：使用互斥量或原子操作確保異常處理的執行緒安全性。利用執行緒局部儲存 (TLS) 為每個執行緒儲存異常資訊。透過 std::async 和 std::future 實現非同步任務和異常傳播。透過 TLS 和主執行緒收集異常訊息，實現多執行緒檔案下載中的異常處理。

C 並發程式設計：多執行緒異常處理實戰指南

在多執行緒環境中，異常處理特別關鍵，它能夠確保應用程式在發生意外情況時仍能正常運作。本文將介紹如何處理 C 中多執行緒環境下的異常，並透過一個實戰案例加以示範。

異常同步與執行緒安全

在多執行緒環境中，例外的拋出和處理需要同步，以確保不會出現資料競爭或死鎖。可以使用互斥量或原子操作來確保異常處理的執行緒安全。

// 使用互斥量实现线程安全异常处理
std::mutex m;
void handle_error() {
  std::unique_lock<std::mutex> lock(m);
  // 处理异常
}

線程局部儲存(Thread-Local Storage)

線程局部儲存(TLS) 可以為每個執行緒提供獨自の儲存區域，用於儲存特定於該執行緒的數據，包括異常訊息。

// 使用 TLS 存储每个线程的异常信息
__thread std::exception_ptr exception_ptr;
void set_exception(const std::exception& e) {
  exception_ptr = std::make_exception_ptr(e);
}

異常傳播與處理

在多執行緒環境中，異常可以從一個執行緒傳播到另一個執行緒。可以使用 std::async 和 std::future 來非同步執行任務，並處理執行緒中拋出的例外。

// 在异步任务中处理异常
auto f = std::async(std::launch::async, []() {
  try {
    // 执行任务
  } catch (const std::exception& e) {
    std::cout << "Exception caught in async task: " << e.what() << std::endl;
  }
});

// 在主线程中检查异常
if (f.get()) {
  std::cout << "Async task completed successfully" << std::endl;
} else {
  std::cout << "Async task failed with exception" << std::endl;
}

實戰案例：多執行緒檔案下載

考慮一個多執行緒檔案下載應用程序，其中每個執行緒負責下載檔案的一部分。為了處理異常，我們可以使用 TLS 儲存下載失敗的異常訊息，並在主線程中收集這些資訊。

#include <thread>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <fstream>

using namespace std;

// TLS 存储下载失败的异常信息
__thread exception_ptr exception_ptr;

// 下载文件的线程函数
void download_file(const string& url, const string& path) {
  try {
    ofstream file(path, ios::binary);
    // 略：从 URL 下载数据并写入文件
  } catch (const exception& e) {
    exception_ptr = make_exception_ptr(e);
  }
}

// 主线程函数
int main() {
  // 创建下载线程
  vector<thread> threads;
  for (const auto& url : urls) {
    string path = "file_" + to_string(i) + ".txt";
    threads.emplace_back(download_file, url, path);
  }

  // 加入线程并收集异常信息
  for (auto& thread : threads) {
    thread.join();
    if (exception_ptr) {
      try {
        rethrow_exception(exception_ptr);
      } catch (const exception& e) {
        cerr << "File download failed: " << e.what() << endl;
      }
    }
  }

  return 0;
}

透過這些方法，我們可以有效地處理 C 多執行緒環境下的異常，確保應用程式的健全性和穩定性。

以上是C++並發程式設計：如何處理多執行緒環境下的例外處理？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！