使用条件变量可模拟线程暂停与恢复:通过std::condition_variable配合std::mutex和布尔标志,调用wait()使线程阻塞,修改标志后调用notify_one()唤醒线程,实现安全的线程控制。

在c++多线程编程中,直接“暂停”和“恢复”一个线程并不是标准库提供的功能。std::Thread本身没有提供类似suspend()或resume()的接口。但我们可以借助条件变量(std::condition_variable)来实现线程的**等待与唤醒机制**,从而模拟出“暂停”与“恢复”的行为。
条件变量的基本原理
std::condition_variable通常与std::mutex配合使用,用于阻塞一个或多个线程,直到某个条件成立。它常用于线程间的同步,比如生产者-消费者模型。
核心流程是:
- 线程在某个条件不满足时,调用
wait()进入阻塞状态。 - 其他线程改变条件后,调用
notify_one()或notify_all()唤醒等待中的线程。
使用condition_variable实现线程暂停与恢复
我们可以通过一个布尔标志变量来表示线程是否应处于“暂停”状态,结合condition_variable控制执行流程。
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示例代码:
#include <iostream> #include <thread> #include <mutex> #include <condition_variable> <p>std::mutex mtx; std::condition_variable cv; bool is_paused = false; // 是否暂停 bool stop = false; // 是否停止</p><p>void worker() { while (!stop) { std::unique_lock<std::mutex> lock(mtx);</p><pre class='brush:php;toolbar:false;'> // 如果当前处于暂停状态,等待被唤醒 cv.wait(lock, []() { return !is_paused || stop; }); if (stop) break; // 模拟工作 std::cout << "Worker thread is running...n"; // 实际任务可以放在这里 lock.unlock(); // 小延时避免输出太快 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); } std::cout << "Worker thread stopped.n";
}
int main() { std::thread t(worker);
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 暂停线程 { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); is_paused = true; std::cout << "Thread paused.n"; } std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3)); // 恢复线程 { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); is_paused = false; std::cout << "Thread resumed.n"; } cv.notify_one(); // 唤醒等待的线程 std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2)); // 停止线程 { std::lock_guard<std::mutex> lock(mtx); stop = true; } cv.notify_one(); if (t.joinable()) { t.join(); } return 0;
}
关键点说明
wait() 的用法:
调用cv.wait(lock, predicate)时,会自动释放锁并阻塞线程,直到被唤醒且谓词返回true。这是避免死锁和重复唤醒的关键。
notify_one() vs notify_all():
– notify_one():唤醒一个等待的线程,适用于只有一个工作线程的情况。
– notify_all():唤醒所有等待线程,适合多个消费者场景。
为何需要 mutex:
条件变量不能单独使用,必须配合互斥量保护共享状态(如is_paused、stop),防止数据竞争。
注意事项
不要尝试强行终止线程。C++标准库不支持安全的线程取消机制。正确做法是通过标志位通知线程自行退出。
确保每次修改共享变量后正确调用notify_one(),否则线程可能永远阻塞。
避免虚假唤醒的影响——使用带谓词的wait()能自动处理这种情况。
基本上就这些。用condition_variable实现暂停/恢复是一种高效且标准的做法,关键是理解其与互斥锁和条件判断的协作方式。