Элегантное завершение другого потока из std::terminate

Вопрос или проблема

Я рассматриваю реализацию асинхронного логирования. Это означает, что несколько рабочих потоков создают сообщения в памяти и помещают их в свободную от блокировок очередь, а один поток логирования потребляет эту очередь и выполняет блокирующие операции ввода-вывода в фоновом режиме. Недостаток этого подхода заключается в том, что если любой рабочий поток выбрасывает необработанное исключение, вызывается std::terminate, и поток логирования может не завершить свой вывод. Это крайне нежелательно, поэтому мне нужно убедиться, что перед завершением программы очередь будет опустошена и все операции ввода-вывода будут завершены. Для простоты я рассматриваю случай, когда сам логгер не может вызвать завершение, и что завершение не вызвано исключением от статических или локальных объектов потока, а также не вызвано разрушением присоединяемого потока и т.д.

Что происходит с другими потоками, если один поток выбрасывает необработанное исключение? Могу ли я передать управление другим потокам из std::terminate, заблокироваться на мьютексе или реализовать активное ожидание? Мне нужно предотвратить добавление новых сообщений в очередь логирования, позволяя логгеру её опустошить, а затем мне нужно дождаться завершения операций ввода-вывода: должен ли я выполнять активное ожидание на атомарной переменной?

Ответ или решение

Обработка ситуации с неотловленным исключением в C++ может быть довольно сложной, особенно в контексте многопоточности. Как вы правильно заметили, если в одном из потоков возникает неотловленное исключение, вызывается std::terminate, что приводит к немедленному завершению программы, не давая возможности другим потокам завершить свою работу корректно. Это может привести к потере данных, например, сообщений, которые могли остаться в очереди для логирования.

Чтобы избежать данной проблемы, я бы предложил несколько подходов.

Использование std::set_terminate:
Вы можете зарегистрировать свою собственную функцию завершения с помощью std::set_terminate. Это позволит вам контролировать, что именно происходит при вызове std::terminate. В этой функции вы могли бы попытаться аккуратно завершить ваши потоки логирования. Например, можно остановить добавление новых сообщений в очередь и дождаться, пока все сообщения будут обработаны.
```
void customTerminateHandler() {
   // Остановка новых сообщений
   stopLogging = true; 

   // Ожидание завершения процесса логирования
   loggerThread.join(); // Или другой подход для ожидания завершения работы логгера

   std::abort(); // Завершение программы
}

std::set_terminate(customTerminateHandler);
```
Использование атомарных флагов:
Вы можете использовать атомарные переменные для указания состояния логгирования. Это позволит вам предотвратить добавление новых сообщений в очередь, когда возникает неотловленное исключение. Например:
```
std::atomic<bool> stopLogging{false};

void logMessage(const std::string& message) {
   if (!stopLogging) {
       // Добавить сообщение в очередь
   }
}

void logWorkerThread() {
   while (!stopLogging) {
       // Обработка сообщений из очереди
   }
}
```
Обработка исключений в потоках:
Убедитесь, что все ваши рабочие потоки, генерирующие сообщения, обернуты в блоки try-catch, где вы можете ловить исключения и выполнять какие-либо действия по завершению работы, перед тем как они достигнут std::terminate. Например:
```
void workerThread() {
   try {
       // ваш код, который может бросить исключение
   } catch (const std::exception& e) {
       // Логгирование ошибки и установка флага
       stopLogging = true;
       // Обработка исключения
   }
}
```
Использование механизма завершения:
Вместо прямого вызова std::terminate, можете предусмотреть механизм, который будет "мягко" завершать выполнение всех потоков и гарантировав, что все сообщения будут обработаны перед завершением программы.

Эти подходы, в совокупности, помогут вам реализовать более безопасную и предсказуемую логику завершения ваших потоков и избежать ситуации с потерей данных из-за вызова std::terminate. Обеспечение корректной обработки исключений в многопоточных системах является сложной задачей, требующей тщательного проектирования и внедрения.