在 C++ 中的线程内启动和停止循环

Posted 2023-02-22

【中文标题】在 C++ 中的线程内启动和停止循环

【英文标题】：Start and Stop a loop within a Thread in C++

【发布时间】：2012-08-17 14:44:01

【问题描述】：

我需要从一个事件开始循环，然后从另一个事件停止它。 我的想法是当我按下按钮时调用函数 startDequeuing()，以便启动一个带有循环的线程，然后终止这个循环，将函数 stopDequeuing() 中的“出队”变量设置为 false。

这是我第一次使用线程，当我开始循环时程序会锁定，我认为是因为变量“出队”被锁定并且无法从线程外部访问，对吗？

我该如何解决这个问题？？

这里有一些代码：

void CameraManager::startDequeuing()
    dequeuing = true;
    std::thread dequeueThread(&CameraManager::dequeueLoop, this);
    dequeueThread.join();


void CameraManager::stopDequeuing()
    dequeuing = false;


void *CameraManager::dequeueLoop()
    while(dequeuing)
        highSpeedCamera->dequeue();
        highSpeedCamera->enqueue();
    

【问题讨论】：

不，请不要使用 volatile，当它涉及到多线程时。它可能有效，但在正确编写的多线程应用程序中永远不需要它。这里的问题很可能是 stopDequeuing() 永远不会被调用，因为 startDequeing() 在 join() 上阻塞。

【参考方案1】：

使用线程的全部意义在于让多个函数并行运行。这里：

std::thread dequeueThread(&CameraManager::dequeueLoop, this);
dequeueThread.join();

您启动第二个线程并让第一个线程进入睡眠状态，等待生成的线程返回。所以你仍然只有一个线程在运行。如果您有这种 GUI 事件循环，您可能会锁定添加回调的可能性，当该事件循环为空时，该回调将被调用。这可能使您可以在不使用线程的情况下做您想做的事情。

解决方案可能如下所示：

void CameraManager::startDequeuing()
    dequeuing = true;
    dequeueThread = std::thread(&CameraManager::dequeueLoop, this);


void CameraManager::stopDequeuing()
    
        std::lock_guard<std::mutex> lock( mutex );
        dequeuing = false;
    
    dequeueThread.join();


bool CameraManager::keepOnDequeuing()

    std::lock_guard<std::mutex> lock( mutex );
    return dequeuing;


void *CameraManager::dequeueLoop()
    while( keepOnDequeuing() )
        highSpeedCamera->dequeue();
        highSpeedCamera->enqueue();
    

【讨论】：

您在startDequeing 中缺少一个锁 - 如果您在start 和stop 中有锁，为什么要为keepOnDequeuing 添加keepOnDequeuing just 为dequeueLoop而不是那里的另一个锁？另外，您的线程仍然在startDequeuing 的范围内？！

@Dave 在启动线程之前没有锁定互斥锁是可以的，因为线程保证在线程启动之前看到对内存所做的更改。我添加了 keepOnDequeuing() 来制作 mutex.lock();读取标志； mutex.unlock() 更具可读性。尝试在没有那个帮助器的情况下编写 dequeueLoop() ，你会明白我的意思；-) lock_guard 将互斥锁锁定在它的 c'tor 中并在它的 d'tor 中解锁它，所以当名为 lock 的局部变量超出范围时，互斥锁已解锁（）。

如果您不创建一个立即死亡的线程，您将需要互斥锁。而且，我知道 lock_guard 做什么，我没有问。

@Dave，没有创建线程，立即死亡。临时线程变量只是意味着你不能再指向那个线程，所以你不能 join() 例如。但是你是对的，dequeueThread 必须有一个成员变量，并且启动线程应该是 `dequeueThread = std::thread(&CameraManager::dequeueLoop, this);'

谢谢大家！我首先实现了 Torsten 提出的解决方案，当然将“dequeueThread”声明为一个类变量，并且效果很好！现在正如 Pete Becker 所建议的那样，我正在尝试使用 atomic bool 来提高性能。

【参考方案2】：

你的程序死锁是因为join() 会阻塞直到你的线程函数完成；而且它永远不会在那个时候完成，因为它正在有效地执行while(true)。

您希望dequeueThread 成为您班级的成员。为什么你希望它只在startDequeuing 的范围内存活？

【参考方案3】：

将dequeing 定义为原子布尔值：

#include <atomic>
std::atomic_bool dequeing = false;

它比使用互斥锁要快得多，并且可以获得相同的同步。

【讨论】：

忘了说：std::atomic_bool也可以拼成std::atomic<bool>。