C++优雅地开启/暂停/停止线程—

在编程中经常需要创建子线程来执行耗时的任务，避免主线程卡死，提高程序性能。其中有很多业务场景需要我们可以自由控制子线程的开启/暂停/终止。比如音视频播放器，除了用来操作ui控件的GUI主线程外，还有音视频数据解封装线程、视频解码线程、音频解码线程。用户按下“播发”按钮要能开始播放视频（开启所有子线程），用户按下“暂停”按钮要能暂停播放视频（暂停所有子线程”，用户按下“停止”按钮要能结束播放视频（终止所有子线程）。针对这种业务场景我们需要有个机制：当用户按下某个按钮后，GUI主线程可以通知所有的子线程开启/暂停/终止。我们可以使用观察者模式（发布订阅模式）来实现这种一对多的场景。观察者模式的精髓在于一对多的联动。一个对象的状态发生变化，则依赖的所有对象都会收到通知。

下面贴代码：

本示例使用了一个C++观察者模式的库：https://github.com/dacap/observable

按照下图所示把库里面的文件添加进visual studio工程里面

main.cpp

#include <stdio.h>
#include <atomic>
#include <thread>
#include <chrono>
#include <memory>
#include <iostream>
#include "obs.h"using namespace std;//子线程抽象类，为观察者基类
class BaseThread {
public:enum class RunningStatus   //子线程运行状态{START = 0,             //开始运行/继续运行子线程PAUSE = 1,             //暂停子线程STOP = 2               //终止子线程。};BaseThread(){m_pthread = unique_ptr<thread>(new thread(&BaseThread::run, this));m_pthread->detach();}virtual ~BaseThread() = default;void onStart()   //让该子线程继续运行{unique_lock<mutex> lk(m_mutexStatus);m_nStatus = RunningStatus::START;m_cvStatus.notify_one();}void onPause()   //让该子线程暂停运行{unique_lock<mutex> lk(m_mutexStatus);m_nStatus = RunningStatus::PAUSE;}void onStop()   //让该子线程停止、退出运行{unique_lock<mutex> lk(m_mutexStatus);m_nStatus = RunningStatus::STOP;m_cvStatus.notify_one();}RunningStatus getRunningStatus()   //得到子线程的运行状态{unique_lock<mutex> lk(m_mutexStatus);return m_nStatus;}
protected:void run(){while (RunningStatus::STOP != getRunningStatus()){waitIfPaused();if (RunningStatus::START == getRunningStatus()){task();}}cout << "Thread is stopped. " << "thread id: " << this_thread::get_id() << endl;}virtual void task() = 0;  //实现具体的子线程业务代码void waitIfPaused()       //阻塞，直到子线程运行状态不为“暂停”状态为止{unique_lock<mutex> lk(m_mutexStatus);m_cvStatus.wait(lk, [this] {return RunningStatus::PAUSE != m_nStatus; });}
private:unique_ptr<thread> m_pthread;RunningStatus m_nStatus = RunningStatus::PAUSE;  //子线程运行状态mutex m_mutexStatus;                             //互斥锁，专门用来保护成员变量m_nStatuscondition_variable m_cvStatus;                   //条件变量，用来暂停时阻塞子线程
};class Thread1 : public BaseThread {
private:void task() override{cout << "Thread1 is running. " << "thread id: " << this_thread::get_id() << endl;this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));}
};class Thread2 : public BaseThread {
private:void task() override{cout << "Thread2 is running. " << "thread id: " << this_thread::get_id() << endl;this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(1000));}
};//线程管理器。为被观察者
class ThreadManager : public obs::observable<BaseThread> {
public:void startAllthread() {    //通知所有子线程开始/继续运行notify_observers(&BaseThread::onStart);}void pauseAllthread() {    //通知所有子线程暂停运行notify_observers(&BaseThread::onPause);}void stopAllthread() {     //通知所有子线程终止运行notify_observers(&BaseThread::onStop);}
};int main()
{cout << "main thread id: " << this_thread::get_id() << endl;Thread1 thread1;Thread2 thread2;ThreadManager threadManager;threadManager.add_observer(&thread1);   //注册观察者threadManager.add_observer(&thread2);threadManager.startAllthread();this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(3000));threadManager.pauseAllthread();this_thread::sleep_for(chrono::milliseconds(3000));threadManager.stopAllthread();system("pause");return 0;
}

在主线程（线程id为116132)中创建两个子线程（线程id分别为100256，68992）。首先运行这两个子线程，3秒后暂停这两个子线程，再过3秒终止这两个子线程。效果如下：

在该例程中，让多个观察者对象（Thread1、Thread2）同时监听一个主对象（被观察者ThreadManager）。当这个主对象的状态发生变化（ThreadManager调用startAllthread() /pauseAllthread() /stopAllthread()函数）时，会通知所有观察者对象，让其更新自己（回调onStart() / onPause() / onStop() 函数）。

代码通过BaseThread中的成员变量m_nStatus来控制子线程运行状态。当让子线程暂停时，各个子线程会阻塞在函数waitIfPaused()这里（通过条件变量m_cvStatus的wait方法实现阻塞）。当让子线程终止时，也是通过标志变量m_nStatus来让子线程自己停止，这样比起暴力终止子线程可以让其资源安全地释放。

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