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C++异常与并发多线程异常协调处理

P粉602998670

发布： 2025-08-26 11:05:01

原创

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多线程中未捕获的异常会终止整个程序，因此需在每个线程函数中使用try-catch捕获std::exception等异常，记录日志或通知主线程，防止程序崩溃和资源泄漏。

c++异常与并发多线程异常协调处理

在C++多线程程序中，异常处理比单线程复杂得多。线程中抛出的异常如果未在该线程内捕获，会导致整个程序调用 std::terminate，即使其他线程仍在运行。因此，多线程环境下的异常协调处理至关重要，必须确保异常被正确传播或记录，避免资源泄漏或程序崩溃。

线程内异常应被及时捕获

每个线程的入口函数都应包含顶层异常捕获机制，防止未处理异常导致线程终止并引发整个程序退出。

- 每个线程函数建议使用 try-catch 包裹 - 捕获所有可能异常（如 std::exception 及其派生类） - 可选择记录日志、设置错误状态或通知主线程

示例：

void worker_thread() {
    try {
        // 业务逻辑，可能抛出异常
        do_work();
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception in thread: " << e.what() << std::endl;
        // 可通过共享变量或队列通知主线程
    }
}

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跨线程传递异常信息

有时需要将子线程中的异常传递给主线程处理。C++ 提供了 std::exception_ptr 来捕获和传递异常对象。

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- 使用 std::current_exception() 获取当前异常指针 - 通过共享数据结构（如 promise、队列）传递 exception_ptr - 在接收线程中用 rethrow_exception() 重新抛出

示例：使用 std::promise 传递异常

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std::promise<int> result_promise;
<p>void worker() {
try {
throw std::runtime_error("Something went wrong");
} catch (...) {
result_promise.set_exception(std::current_exception());
}
}</p><p>int main() {
std::thread t(worker);
t.join();</p><pre class="brush:php;toolbar:false;"><pre class="brush:php;toolbar:false;">try {
    result_promise.get_future().get();
} catch (const std::exception& e) {
    std::cout << "Caught exception: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;

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}

避免跨线程直接抛出异常

C++ 标准不允许一个线程直接抛出异常并由另一个线程捕获。异常栈展开仅在抛出异常的线程内有效。

- 不要试图在 thread A 中 throw，让 thread B catch - 异常传播必须通过显式机制（如 promise、自定义错误通道） - 多线程同步结构（互斥量、条件变量）不会自动处理异常传播

错误做法（不可行）：

// 错误：不能跨线程 catch 别人抛的异常
std::thread t([]{
    throw std::logic_error("No one can catch this directly");
});
t.join(); // 程序终止

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结合 future 和 async 的异常处理

使用 std::async 启动任务时，异常会被自动捕获并存储在 shared state 中，通过 future::get() 重新抛出。

- async 返回的 future 可安全捕获异常 - 异常在 get() 调用时 rethrow - 适用于任务型并发模型

示例：

auto future = std::async(std::launch::async, []() {
    throw std::runtime_error("Error in async task");
});
<p>try {
future.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << "Async exception: " << e.what() << std::endl;
}

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基本上就这些。多线程异常处理的关键是：不依赖默认行为，主动捕获、传递和处理异常。使用 std::exception_ptr 和 future 等机制，可以实现安全的跨线程错误通知，避免程序意外终止。设计并发系统时，异常协调应作为错误处理方案的一部分提前规划。

以上就是C++异常与并发多线程异常协调处理的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！