👨‍💻 [C++] C++ 에서 thread 의 joinable() 은 무엇이며, 어떻게 활용할 수 있나요?

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👨‍💻 안녕하세요, 윌리 프로젝트의 윌리 입니다.

C++ 에서 thread 의 joinable() 은 무엇이며, 어떻게 활용할 수 있는지 간략히 알아보았습니다.

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질문 >

C++ 에서 thread 의 joinable() 은 무엇이며, 어떻게 활용할 수 있나요?

답변 >

std::thread::joinable()란?

C++의 std::thread::joinable() 함수는 스레드 객체가 실행 가능한 상태인지 확인하는 데 사용됩니다.

• joinable()는 스레드가 유효한 상태인지를 나타내는 불리언 값을 반환하며,
  • 스레드가 실행 중이거나 종료 대기 중일 경우 true를 반환합니다.
  • 그렇지 않은 경우 false를 반환합니다.

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특징

1. 스레드 유효성 확인:
   • 스레드 객체가 실행 가능하거나, 아직 join()이나 detach()를 호출하지 않은 경우 true를 반환합니다.
2. join() 호출 전 필수 확인:
   • join()을 호출하려면 스레드가 반드시 joinable() 상태여야 합니다.
   • 그렇지 않으면 std::system_error 예외가 발생합니다.
3. 빈 스레드 객체:
   • 스레드가 기본 생성된 상태(예: std::thread t;)이거나, join() 또는 detach()가 호출된 후에는 joinable()이 false를 반환합니다.

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기본 사용법

1. 단일 스레드에서의 joinable() 사용

#include <iostream>
#include <thread>

void worker() {
    std::cout << "Worker thread is running." << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(worker);

    if (t.joinable()) {
        std::cout << "Thread is joinable. Joining now." << std::endl;
        t.join();
    } else {
        std::cout << "Thread is not joinable." << std::endl;
    }

    return 0;
}

출력 예시:

Worker thread is running.
Thread is joinable. Joining now.

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2. 기본 생성된 스레드 확인

#include <iostream>
#include <thread>

int main() {
    std::thread t; // 기본 생성된 빈 스레드

    if (t.joinable()) {
        std::cout << "Thread is joinable." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Thread is not joinable." << std::endl;
    }

    return 0;
}

출력 예시:

Thread is not joinable.

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3. join() 호출 후 joinable() 상태

#include <iostream>
#include <thread>

void worker() {
    std::cout << "Worker thread is running." << std::endl;
}

int main() {
    std::thread t(worker);
    t.join(); // 스레드 종료 대기

    if (t.joinable()) {
        std::cout << "Thread is joinable." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Thread is not joinable after join." << std::endl;
    }

    return 0;
}

출력 예시:

Worker thread is running.
Thread is not joinable after join.

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활용 예제

4. 멀티스레드 관리

여러 스레드를 관리하면서 joinable()을 사용해 안전하게 join()을 호출합니다.

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

void worker(int id) {
    std::cout << "Thread " << id << " is working." << std::endl;
}

int main() {
    const int numThreads = 3;
    std::vector<std::thread> threads;

    // 여러 스레드 생성
    for (int i = 0; i < numThreads; ++i) {
        threads.emplace_back(worker, i);
    }

    // 모든 스레드 join
    for (auto& t : threads) {
        if (t.joinable()) {
            t.join();
        }
    }

    return 0;
}

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5. 예외 상황에서 안전한 종료

#include <iostream>
#include <thread>
#include <stdexcept>

void worker() {
    std::cout << "Worker thread is running." << std::endl;
    throw std::runtime_error("An error occurred in the thread.");
}

int main() {
    std::thread t;

    try {
        t = std::thread(worker);
        t.join();
    } catch (const std::exception& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;

        if (t.joinable()) {
            t.join(); // 스레드 종료 대기
        }
    }

    return 0;
}

출력 예시:

Worker thread is running.
Exception: An error occurred in the thread.

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joinable()가 false를 반환하는 경우

1. 빈 스레드 객체:
   • 스레드가 생성되지 않은 상태(예: 기본 생성자 호출).
2. join() 호출 후:
   • 스레드가 종료되고 join()이 호출된 후에는 더 이상 joinable()이 아닙니다.
3. detach() 호출 후:
   • 스레드가 분리된 후에는 더 이상 관리되지 않으므로 joinable()이 false를 반환합니다.
4. 복사 금지:
   • std::thread 객체는 복사할 수 없으므로, 잘못된 복사 시도 후에는 joinable()이 false일 수 있습니다.

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주의사항

1. joinable()를 사용하지 않고 join() 호출:
   • joinable() 상태가 아닌 스레드에 대해 join()을 호출하면 std::system_error 예외가 발생합니다.
2. joinable()와 스레드 수명:
   • joinable()는 스레드의 수명을 안전하게 관리하기 위해 사용됩니다.
   • 항상 join()이나 detach()를 호출하여 스레드 자원을 정리해야 합니다.

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결론

std::thread::joinable()는 스레드의 상태를 확인하고 안전하게 관리하기 위한 중요한 도구입니다. 이를 활용하면 스레드가 실행 가능 상태인지 확인하고, join() 호출 시의 예외 상황을 방지할 수 있습니다.

• 주요 활용:
  • join() 호출 전 스레드 상태 확인.
  • 멀티스레드 관리 시 안전한 종료 구현.
  • 예외 처리 시 스레드 자원 누수를 방지.

joinable()를 적절히 사용하면 멀티스레드 프로그램의 안정성과 유지보수성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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