std::thread暂停、挂起及挂起后恢复执行的功能实现_c++ thread停止之后还能再次运行吗

目录

1. 前言

2. 线程挂起、挂起后继续执行的需求举例

3. 功能实现

4. 后记

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1. 前言

       C++11提供了std::thread类，用于多线程编程。当构造一个std::thread对象时，线程就开始运行了，如：

std::thread* pMythread = new std::thread(threadFun, threadParm1,  threadParm2, .....,  threadParmN);

其中threadFun为线程的执行函数，可以是一般函数、类的成员函数、lamba表达式等, threadParm1,  threadParm2, .... threadParamN为线程参数。更多关于std::thread的用法，请参见如下链接：

• 《C++11线程管理基础》。
• 《c++11 thread类的简单使用》。
• 《c++11仔细地将参数传递给线程std::thread》。
• 《C++11向线程函数传递参数》。
• 《C++11多线程thread参数传递问题》。
• 《C++11中线程所有权转移分析》。
• 《C++11多线程之future和promise》。
• 《c++11多线程之packaged_task＜＞介绍与实例》。
• 《cppreference--thread》。

std::thread类中的所有方法中，都没有暂停、挂起及挂起后继续执行的方法，如何实现线程暂停、挂起、挂起后恢复执行？

2. 线程挂起、挂起后继续执行的需求举例

       现实中，经常会遇到需要线程暂时挂起，等某个条件符合后再继续运行。如：在有多个Tab页的窗体中，每个tab页开启了一个线程处理某个业务，但每次只有一个tab页为当前页，即用户在某一时刻只能面对一个tab页、处理一个tab页。如下：

上图界面说明如下：

• 该窗体有两个tab页，即Tab1、Tab2。
• 当Tab1为当前页面，此时Tab2页面对用户是不可见的。
• 当Tab2为当前页面，此时Tab1页面对用户是不可见的。
•  Tab1、Tab2页面在后台都开启了一个线程处理业务。

       为了提高CPU利用率，当用户在当前页面Tab1时，要将Tab2中的线程暂停；而当用户切换到Tab2即Tab2为当前页面时，要将Tab2中的线程恢复运行，且还要将要将Tab1中的线程暂停。

3. 功能实现

      编写代码如下：

Thread.h

#define THREAD_H
 
#include <thread>
#include <atomic>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
 
class Thread
{
public:
    Thread();
    virtual ~Thread();
 
    enum State
    {
        Stoped,     ///<停止状态，包括从未启动过和启动后被停止
        Running,    ///<运行状态
        Paused      ///<暂停状态
    };
 
    State state() const;
 
    void start();
    void stop();
    void pause();
    void resume();
 
protected:
    virtual void process() = 0;
 
private:
    void run();
 
private:
    std::thread* _thread;
    std::mutex _mutex;
    std::condition_variable _condition;
    std::atomic_bool _pauseFlag;   ///<暂停标识
    std::atomic_bool _stopFlag;   ///<停止标识
    State _state;
};

 Thread.cpp

#include "Thread.h"
#include <iostream>
 
using namespace std;
 
Thread::Thread()
    : _thread(nullptr),
      _pauseFlag(false),
      _stopFlag(false),
      _state(Stoped)
{
 
}
 
Thread::~Thread()
{
    stop();
}
 
Thread::State Thread::state() const
{
    return _state;
}
 
void Thread::start()
{
    if (_thread == nullptr)
    {
        _thread = new thread(&amp;Thread::run, this);
        _pauseFlag = false;
        _stopFlag = false;
        _state = Running;
    }
}
 
void Thread::stop()
{
    if (_thread != nullptr)
    {
        _pauseFlag = false;
        _stopFlag = true;
        _condition.notify_all();  // Notify one waiting thread, if there is one.
        _thread->join(); // wait for thread finished
        delete _thread;
        _thread = nullptr;
        _state = Stoped;
    }
}
 
void Thread::pause()
{
    if (_thread != nullptr)
    {
        _pauseFlag = true;
        _state = Paused;
    }
}
 
void Thread::resume()
{
    if (_thread != nullptr)
    {
        _pauseFlag = false;
        _condition.notify_all();
        _state = Running;
    }
}
 
void Thread::run()
{
    cout << "enter thread:" << this_thread::get_id() << endl;
 
    while (!_stopFlag)
    {
        process();
        if (_pauseFlag)
        {
            unique_lock<mutex> locker(_mutex);
            while (_pauseFlag)
            {
                _condition.wait(locker); // Unlock _mutex and wait to be notified
            }
            locker.unlock();
        }
    }
    _pauseFlag = false;
    _stopFlag = false;
 
    cout << "exit thread:" << this_thread::get_id() << endl;
} 

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include "Thread.h"
 
using namespace std;
 
void mySleep(int s)
{
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::duration<double>(s));
}
 
class MyThread : public Thread
{
protected:
    virtual void process() override
    {
        cout << "do my something" << endl;
        mySleep(1);
    }
};
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv); // 采用Qt控制台程序测试
 
    MyThread thread;
 
    cout << "start thread" << endl;
    thread.start();
    cout << "thread state:" << thread.state() << endl;
    mySleep(3);
 
    cout << "pause thread" << endl;
    thread.pause();
    cout << "thread state:" << thread.state() << endl;
    mySleep(3);
 
    cout << "resume thread" << endl;
    thread.resume();
    cout << "thread state:" << thread.state() << endl;
    mySleep(3);
 
    cout << "stop thread" << endl;
    thread.stop();
    cout << "thread state:" << thread.state() << endl;
    mySleep(3);
 
    return a.exec();
}

结果如下：

4. 后记

     对于2节提到的需求例子，可以捕捉Tab页切换、改变事件，响应该事件，从而使相应的线程挂起或恢复执行。 

     对于run函数中的挂起代码如下：

        if (_pauseFlag)
        {
            unique_lock<mutex> locker(_mutex);
            while (_pauseFlag)
            {
                _condition.wait(locker); // Unlock _mutex and wait to be notified
            }
            locker.unlock();
        }

可否改为如下那样呢？

        if (_pauseFlag)
        {
            unique_lock<mutex> locker(_mutex);
            _condition.wait(locker); // Unlock _mutex and wait to be notified
        }