std::thread と Windows API

Question

C/C++でやっています。

比較的最新? のMinGW を再インストールして C++11 の std::thread を使おうとしています。

本家の MinGW ( minimal? でない方 ) をインストールするときは "posix" と "win32" の2種類があるようで、

どれがいいかよくわからなかったので CUI,GUIどちらでもいいように両方 ( posix & win32 ) をインストールしました。

C++11 の std::thread を boostjp に相当するサイト ( 名前忘れましたが... ) 等を参考に自分なりにクラス化してみました。

デザインパターンのTemplateMethodパターンを適用して、

IThreadインターフェースクラス を定義。

( 厳密には Javaでいう abstractか。 )

[ IThread ]
+ コンストラクタ()
+ デストラクタ virtual
+ Begin( void ) : bool
+ Join( void )  : bool
+ End( void )   : bool
- *th           : std::thread

としました。

コンストラクタは まだ空ですが。

メンバオブジェクト th は std::thread のポインタとします。

で、ソースコードは

// IThread インターフェース。TemplateMethodパターン適用。
class IThread{
      public:
                 IThread();
                 virtual ~IThread();
                 
                 bool Begin( void );
                 bool Join( void );
                 bool End( void );
                 
                 virtual void Execute( void ) = 0;
      private:
                 std::thread *th;
};



/**************************************************************
*
* クラス名: IThread
*
* 種    類: コンストラクタ
*
* 目    的: マルチスレッド操作
*
* 引    数:
*
* 参 ・ 引:
*           
*
* 備    考:
*           
*
**************************************************************/

IThread::IThread(){

}



/**************************************************************
*
* クラス名: IThread
*
* 種    類: デストラクタ
*
* 目    的: マルチスレッド操作
*
* 引    数:
*
* 参 ・ 引:
*           
*
* 備    考:
*           
*
**************************************************************/

IThread::~IThread(){
         delete th;
}



/**************************************************************
*
* クラス名: CThread
*
* 関 数 名: Begin
*
* 目    的: スレッドを生成し、開始する
*
* 引    数:
*           LPVOID arg := スレッド用引数
*
* 戻 り 値:
*           bool
*
* 使 用 例:
*           if( CThread.Begin( &arg ) == true )...
*
* 参 ・ 引:
*           
*
* 備    考:
*           
*
**************************************************************/

bool IThread::Begin( void ){
     try{
             th = new thread( &IThread::Execute, this );
             return true;
     }catch( system_error e ){
             return false; // スレッド作成のためのリソース不足 or システム・プロセスが規定するスレッド数の上限を超えている
     }
}



/**************************************************************
*
* クラス名: CThread
*
* 関 数 名: Join
*
* 目    的: スレッドが終了するまで待機させる
*
* 引    数:
*           void
*
* 戻 り 値:
*           bool
*
* 使 用 例:
*           if( CThread.Join() == true )...
*
* 参 ・ 引:
*           
*
* 備    考:
*           
*
**************************************************************/

bool IThread::Join( void ){
     try{
             th->join();
             return true;
     }catch( system_error e ){
             return false;
     }
}



/**************************************************************
*
* クラス名: CThread
*
* 関 数 名: End
*
* 目    的: スレッドを終了させる
*
* 引    数:
*           void
*
* 戻 り 値:
*           bool
*
* 使 用 例:
*           if( CThread.End() == true )...
*
* 参 ・ 引:
*           
*
* 備    考:
*           
*
**************************************************************/

bool IThread::End( void ){
     try{
             th->detach();
             return true;
     }catch( system_error e ){
             return false;
     }
}

のようにしています。

これを継承して、たとえば CThread1クラスを定義します。

class CThread : public IThread{
      public:
                 CThread( int id ) : m_id(id){}
                 
                 // 実装。
                 void Execute( void ){
                      // ここで int m_id を表示
                      
                      for( int i = 0; i < 100; i++ ){
                            // cout か MessageBoxかなんかで int i のデータを出力...
                      }
                 }
      private:
                 int m_id;
};

みたいに 継承先で 実際に行う処理を記述します。

IThread::Executeは 実際に定義してもいいですが、aファイルにしているので、

固定してしまうと 使えないです。

なので IThread を継承して Executeメンバ関数を実装して...

とやろうとしています。

ここまではいいです。

でposix版でやると普通にうまくいきます。( コンパイルも通りますし、実行結果もtrue。 )

ただ、Windows API も実装して GUIタイプ ( "-mwindows" をつけてやる方 ) でやると

なぜかクラッシュします。

趣味でやっているので あまり詳しくないですが posix は CUI のようらしいので、

GUIで動けるように win32版でコンパイルしました。

すると、次はコンパイルそのものが通りません。

エラー: 'thread' というものは 名前空間 'std' に存在しません

エラー: 'th' というものは このスコープでは未定義です

... ( 大体同じようなメッセージ )

と出ます。 ( コンパイラ g++ のパスも間違っていないようですし。 )

posix の方に切り替えると 普通に出来ます。

なぜなのでしょうか?

また解決方法も教えていただきたいです。

[情報]
言語 : C/C++
コンパイラ : MinGW ( minimal でない方 )
バージョン : posix版, win32版 ともに 6.2.0 ( i686-posix-dwarf-rev1 及び i686-win32-dwarf-rev1 )
やりたいこと: GUI・CUI どちらでも std::thread を使えるようにし、クラッシュしないようにしたい
知りたいこと: "やりたいこと" + 理由と解決方法

宜しくお願い致します。

---

[追記]

// Original.cpp
// 必要なヘッダはインクルードされていて、リンクもされているとして。


/*
class CThread1 : public IThread{
      public:
                CThread1() throw(int){
                           try{
                                    Console = new CConsole();
                           }catch( int e ){
                                    throw -1;
                           } 
                }
                
                ~CThread1(){
                             delete Console;
                }
                
                void Execute( void ){
                     Console->Write( "C++" );
                     Console->Wait();
                }
      private:
                CConsole* Console;
};

class CThread2 : public IThread{
      public:
                CThread2() throw(int){
                           try{
                                    Console = new CConsole();
                           }catch( int e ){
                                    throw -2;
                           } 
                }
                
                ~CThread2(){
                             delete Console;
                }
                
                void Execute( void ){
                     Console->Write( "Java" );
                     Console->Wait();
                }
      private:
                CConsole* Console;
};

CThread1* thread1;
CThread2* thread2;


void func( void ){
     // CConsole* Console;
     try{
              thread1 = new CThread1();
              thread2 = new CThread2();
              thread1->Execute();
     }catch( int e ){
               if( e == -1 ) MessageBox( NULL, "例外 (for Thread1) が投げられた", "エラー", MB_OK );
               else          MessageBox( NULL, "例外 (for Thread2) が投げられた", "エラー", MB_OK );
     }
}

void end(void){
     delete thread1;
     delete thread2;
}

という感じでやっています。

WM_CREATEのときに func関数を呼び出して、

WM_DESTROYでend関数で破棄。

という感じです。

CConsoleっていうクラスは コンソールを担当する自作クラスで、多分問題ない(これが原因じゃない)と思います。
( 同じGUIでも Boost::threadで動かすと普通に動きましたから。例外は投げられましたが。今回は関係がないかも。 )

Comments

[hmmm]

CThread をどう使っているのかを記載しないとクラッシュ理由は分からないのでは？あとdetachの意味を勘違いしてそうなのが気になります。

[BeatStar]

detach は スレッドが終了するまで待つ...ですよね。今回は複数のメッセージに跨っているので使っていませんが。 あと、追記しました。

Answer 1

こんにちは。

posix の方に切り替えると 普通に出来ます。

なぜなのでしょうか?

単純にwin32スレッド・モデルでは<thread>をサポートしていないだけのようです。

Qt で MinGW-w64 を使用する際に必要になるスレッドモデルと例外機構の選択について
mingw-w64 threads: posix vs win32

元々MinGWはgccですがgcc（libstdc++）がWin32 APIに対応するとは思えないです。また<thread>を丸々Windows用に開発するのもそれなりに大変なのかも知れません。
だから、サポートしていないだけではないかと思います。

また解決方法も教えていただきたいです。

単純にposixを使えば良いと思います。別にGUI開発でposixを使えないという制限は無いはずです。
先にリンクを示したページによるとWindowsにも対応しているQtは、posix版を推奨しているようですし。

速度が気になる場合はWindows APIを直接叩くしか無いかも。（Qtも結局そうやっているようですね。）

どうしてもWin32ネイティブで<thread>を使いたい場合は、Visual C++やC++Builder, Intel C++等を検討してみるしかないと思います。（これらが、Win32ネイディブで<thread>を実装している裏を取ったわけではないです。VC++は流石にWin32ネイティブでしょうけど。）

Answer 2

threadの使い方がおかしいです。

detachはthreadを停止させるのではなく、threadクラスによる管理を放棄するというような意味。
ですので、停止はせずそのまま動き続ける。

joinもdetachもせずthreadのデストラクタが呼ばれたらstd::terminateされる。
つまり強制終了です。

Console->Wait();
が何やってるか分からないけど
Executeを処理しているスレッドを終了させずにdelete thread1、delete Consoleでdeleteしたあとに
Wait()が動作しているのであれば不正なメモリアクセスをする可能性がある。

ここから直すのであれば、まずjoinしてからdeleteする

void end(void){
    thread1->Join();//joinabbleが使えないのIFなのでjoinをする
    thread2->Join();
    delete thread1;
    delete thread2;
}