Перейти к содержанию

Последнее обновление：2026-10-12

Внутренняя реализация C++ std::thread

Глубокое погружение в std::thread

Когда мы передаём лямбду в thread, в какой момент происходит создание потока и вызов задачи?

auto t = std::thread([this] {
  // do something
});
В этот поток передана лямбда; вопрос, который решает данный раздел: когда эта лямбда вызывается? При конструировании? Или в момент вызова где-то ещё?

Итак, давайте вместе окунёмся в мир исходного кода.

1. _M_make_routine

Анализируемый в этом разделе код:

1) Заголовочный файл

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/releases/gcc-4.9/libstdc%2B%2B-v3/include/std/thread

  1. Файл реализации

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/releases/gcc-4.9/libstdc%2B%2B-v3/src/c%2B%2B11/thread.cc

  1. posix-заголовочный файл

https://github.com/gcc-mirror/gcc/blob/releases/gcc-4.9/libgcc/gthr-posix.h

Приведённый выше код вызовет вот этот конструктор:

template<typename _Callable, typename... _Args>
explicit 
thread(_Callable&& __f, _Args&&... __args)
{
  _M_start_thread(_M_make_routine(std::__bind_simple(
          std::forward<_Callable>(__f),
          std::forward<_Args>(__args)...)));
}
__f — переданная нами лямбда; здесь через bind лямбда связывается с параметрами, затем передаётся в _M_make_routine, и конструируется _Impl.

template<typename _Callable>
      shared_ptr<_Impl<_Callable>>
      _M_make_routine(_Callable&& __f)
      {
    // Create and allocate full data structure, not base.
    return std::make_shared<_Impl<_Callable>>(std::forward<_Callable>(__f));
      }
А внутри _Impl хранится _M_func — результат только что выполненного bind.

template<typename _Callable>
      struct _Impl : public _Impl_base
      {
    _Callable       _M_func;

    _Impl(_Callable&& __f) : _M_func(std::forward<_Callable>(__f))
    { }

    void
    _M_run() { _M_func(); }
      };
Затем созданный в _M_make_routine shared_ptr<_Impl<_Callable>> передаётся в _M_start_thread.

2. _M_start_thread

_M_start_thread вызовет __gthread_create, куда передаётся execute_native_thread_routine.

void
  thread::_M_start_thread(__shared_base_type __b)
  {
    if (!__gthread_active_p())
#if __EXCEPTIONS
      throw system_error(make_error_code(errc::operation_not_permitted),
             "Enable multithreading to use std::thread");
#else
      __throw_system_error(int(errc::operation_not_permitted));
#endif

    __b->_M_this_ptr = __b;
    int __e = __gthread_create(&_M_id._M_thread,
                   &execute_native_thread_routine, __b.get());
    if (__e)
    {
      __b->_M_this_ptr.reset();
      __throw_system_error(__e);
    }
  }
Ключевой момент 1: execute_native_thread_routine

Приведённый ниже код даёт несколько сведений:

Первое: зачем нужен extern "C"

Второе: вызывается _M_run()

  extern "C"
  {
    static void*
    execute_native_thread_routine(void* __p)
    {
      thread::_Impl_base* __t = static_cast<thread::_Impl_base*>(__p);
      thread::__shared_base_type __local;
      __local.swap(__t->_M_this_ptr);

      __try
    {
      __t->_M_run();
    }
      __catch(const __cxxabiv1::__forced_unwind&)
    {
      __throw_exception_again;
    }
      __catch(...)
    {
      std::terminate();
    }

      return 0;
    }
  } // extern "C"
Ключевой момент 2: __gthread_create

Вызывает pthread_create

static inline int
__gthread_create (__gthread_t *__threadid, void *(*__func) (void*),
          void *__args)
{
  return __gthrw_(pthread_create) (__threadid, NULL, __func, __args);
}
Итак, подытожим описанный выше процесс: когда мы конструируем std::thread, передавая собственный callback (лямбду), выполняющий нашу бизнес-логику, конструктор std::thread инициирует вызов pthread_create, одновременно передавая execute_native_thread_routine в pthread_create в стиле языка C; при выполнении pthread_create будет выполнен execute_native_thread_routine, а значит, выполнится и находящийся в нём _M_run() — это и есть вызов нашей лямбда-функции.

Этот раздел позволил глубже понять вызовы потоков. Вы научились? Делитесь впечатлениями.

Похожие темы

Комментарии