C++多线程启动、暂停、继续与停止

在自动化设备中，设备在运转过程中，为了防止设备伤人，通常会在设备门入口安装光幕，当光幕被遮挡时，设备必须暂停，确保安全的情况下，按下继续按钮，设备继续运转。对于多工位的设备，每个工位可能交由一个线程处理，因此暂停时，需要令这些线程暂时挂起。
C++11标准以后，加入了线程相关的接口，在应用中经常需要使线程暂停，在windows API中可以使用suspend 使线程挂起，但容易产生一些意想不到的问题，官方并不推荐使用。但 C++11 中没有使线程暂停的接口。现用条件变量与互斥锁封装一个线程类，实现线程的暂停、继续。

//头文件 Thread.h
#pragma once
#include <thread>
#include <atomic>
#include <mutex>
#include <condition_variable>
#include <functional>
class Thread
{public:Thread(std::function<void(int)>func, int workID);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();
public://检查线程是否退出bool check_stop();//如果暂停，需要阻塞bool wait_pause();
private:void run();std::function<void(int)> process;
private:int _workID;std::thread* _thread;std::mutex _mutex;std::condition_variable _condition;volatile std::atomic_bool _pauseFlag;   ///<暂停标识volatile std::atomic_bool _stopFlag;   ///<停止标识State _state;
};

//源文件 Thread.cpp
#include "Thread.h"
Thread::Thread(std::function<void(int)> func, int workID): _thread(nullptr),_pauseFlag(false),_stopFlag(false),_state(Stoped),_workID(workID)
{process = func;
}Thread::~Thread()
{stop();
}Thread::State Thread::state() const
{return _state;
}void Thread::start()
{if (_thread == nullptr){_thread = new std::thread(&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.if (_thread->joinable())_thread->join(); // wait for thread finisheddelete _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()
{process(_workID);_pauseFlag = false;_stopFlag = false;
}//检查线程是否退出
bool Thread::check_stop()
{return _stopFlag;
}
//如果暂停，需要阻塞
bool Thread::wait_pause()
{if (_pauseFlag){std::unique_lock<std::mutex> locker(_mutex);while (_pauseFlag){_condition.wait(locker); // Unlock _mutex and wait to be notified}locker.unlock();}return !_stopFlag;
}

创建一个MFC的对话框工程，添加按钮如下：

在 OnInitDialog() 函数中添加如下代码创建一个线程

int workID = 1;
pThread = std::make_shared<Thread>(std::bind(&CthreadTest2Dlg::process, this, std::placeholders::_1), workID);

在对话框类中添加线程响应函数

void CthreadTest2Dlg::process(int workID)
{int work = workID;int g_count = 0;while (!pThread->check_stop()){std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));SetDlgItemInt(IDC_COUNT, g_count++);pThread->wait_pause();}g_count = 0;SetDlgItemInt(IDC_COUNT, g_count);
}

开始、继续、暂停和停止按钮响应函数

void CthreadTest2Dlg::OnBnClickedStart()
{pThread->start();
}
void CthreadTest2Dlg::OnBnClickedPause()
{pThread->pause();
}
void CthreadTest2Dlg::OnBnClickedStop()
{pThread->stop();
}
void CthreadTest2Dlg::OnBnClickedContinue()
{pThread->resume();
}

运行程序，单击开始后，编辑框中正常计数，但在线程退出时，阻塞在 join() 函数。经过调试发现MFC的函数 SetDlgItemInt 会影响join()的等待信号。将编辑框的数据直接写入改成post消息后正常。

void CthreadTest2Dlg::process(int workID)
{int work = workID;int g_count = 0;while (!pThread->check_stop()){std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));PostMessage(WM_TEST_MSG, g_count++, NULL);pThread->wait_pause();}g_count = 0;
}

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