引子
我们通常会使用线程来完成扫描、检测、下载、文件处理等工作，有时就需要对这些工作线程进行暂停、停止、继续的处理，特别是需要交互的地方：
- 用户可以在界面上点击暂停按钮、停止按钮、继续按钮。
- 点击退出按钮退出App时，其他线程需要退出。
- 其他场景。
本来觉得也没什么可说的，但是最近遇到一件事：某个项目在退出时需要花费大约10s的时间，这个耗时主要是在等待未完成工作的线程结束。
我大概看了下代码，线程的退出设计的并不合理且不优雅，不能在很短的时间内退出，最终会被TerminateThread掉，而且被强制TerminateThread时可能会导致程序在别的地方出现崩溃。
因为这个原因，我打算说一说。
想法
既然涉及到暂停和继续，就要使用信号量（或事件）相关的知识，通过检查信号是否复位或置位（有的地方称激活状态）来完成。大部分人的做法也是如此，前面提到的项目也是这么做的，但是并没有实现一个理想的状态，可能对信号的使用没有理清楚。
我后来有了一个想法：既然很难搞清楚如何通过信号的方式来控制线程的暂停继续停止，何不转换一种思路来考虑呢？
慢慢思考……脑海中逐渐呈现了这样一幅场景：
茫茫的大海上，船只依靠着灯塔的指引航行，遇到危险时灯塔通知船只停止航行，前方有情况时灯塔通知船只暂停航行并等待进一步的通知，当危险情况解除后等待通知船只继续航行，如果危险没有解除通知船只停止航行。
这一切不正契合程式设计中的线程暂停停止继续吗？于是我尝试把这个理念搬到代码中去。
设计
按照上面的想法，我设计了这样一个灯塔类：
#pragma once
/*
CLightHouse mLightHouse;
在需要【暂停】的地方调用：
mLightHouse.SignalMustPause();
在需要【停止】的地方调用：
mLightHouse.SignalMustStop();
在需要【继续】的地方调用：
mLightHouse.SignalMustContinueEveythingIsOk();
在需要【自定义通知】的地方调用：
mLightHouse.SignalCustomCommandFlag(XXX);
/////////////////////////////////////////
// 在循环线程中检测是否需要：暂停、停止、继续等
if (mLightHouse.IsDangerThere()) {
if (mLightHouse.IsMustPause()) { // 需要暂停吗？
mLightHouse.PauseWaitForSignal();
if (mLightHouse.IsMustStop()) { // 在暂停的时候可能下发了停止命令
break;
}
} else if (mLightHouse.IsMustStop()) { // 需要停止吗？
break;
}
LONG nCommandFlag = mLightHouse.GetCustomCommandFlag();
if ( nCommandFlag==XXX ) {
// do something
}
}
/////////////////////////////////////////
*/
class CLightHouse {
enum {
eFlagMustContinueEveythingIsOk = 0, // 万事OK
eFlagMustPause = 1, // 请暂停
eFlagMustStop = 2, // 请停止
eFlagBusy = 3, // 忙碌状态
};
public:
CLightHouse() {
m_hEvent = CreateEvent(NULL, TRUE, TRUE, NULL);
}
~CLightHouse() {
if (m_hEvent != NULL) {
CloseHandle(m_hEvent);
m_hEvent = NULL;
}
}
public:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// UI交互中调用以下接口
void SignalMustPause() {
LONG nValue = eFlagMustPause;
InterlockedExchange(&mFlag, nValue);
::ResetEvent(m_hEvent);
}
void SignalMustStop() {
LONG nValue = eFlagMustStop;
InterlockedExchange(&mFlag, nValue);
::SetEvent(m_hEvent); // 如果是在暂停设置的永久等待中，可以立即返回。
::ResetEvent(m_hEvent);
}
void SignalMustContinueEveythingIsOk() {
LONG nValue = eFlagMustContinueEveythingIsOk;
InterlockedExchange(&mFlag, nValue);
::SetEvent(m_hEvent);
}
void SignalBusy() {
LONG nValue = eFlagBusy;
InterlockedExchange(&mFlag, nValue);
::SetEvent(m_hEvent);
}
// 通知其他自定义命令
void SignalCustomCommandFlag(LONG CommandFlag) {
InterlockedExchange(&mFlag, CommandFlag);
::ResetEvent(m_hEvent);
}
public:
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// 循环线程调用以下接口
bool IsDangerThere() {
// 灯塔灭了意味着危险
const DWORD dwLightHouseIsOn = WAIT_OBJECT_0;
return (::WaitForSingleObject(m_hEvent, 0) != dwLightHouseIsOn);
}
bool IsMustPause() {
LONG nValue = InterlockedExchangeAdd(&mFlag, 0);
return (nValue == eFlagMustPause);
}
// 一直等待，知道新的信号通知
void PauseWaitForSignal() {
::WaitForSingleObject(m_hEvent, INFINITE);
}
bool IsMustStop() {
LONG nValue = InterlockedExchangeAdd(&mFlag, 0);
return (nValue == eFlagMustStop);
}
bool IsMustContinue() {
LONG nValue = InterlockedExchangeAdd(&mFlag, 0);
return (nValue == eFlagMustContinueEveythingIsOk);
}
bool IsBusy() {
LONG nValue = InterlockedExchangeAdd(&mFlag, 0);
return (nValue == eFlagBusy);
}
LONG GetCustomCommandFlag() {
return InterlockedExchangeAdd(&mFlag, 0);
}
private:
HANDLE m_hEvent = NULL;
LONG mFlag = eFlagMustContinueEveythingIsOk;
};
- 在UI交互中（例如用户点击退出按钮，或点击了暂定按钮、停止按钮等），可以调用SignalMustStop或SignalMustPause
- 在需要继续地方调用SignalMustContinueEveythingIsOk
- 如果需要在线程工作中需要通知做一下特殊工作，可以调用下SignalCustomCommandFlag（类比一下航海中可能会通知其他信号或命令信息）。
在线程中需要做什么呢？可以调用下如下代码：
// 在循环线程中检测是否需要：暂停、停止、继续等
if (mLightHouse.IsDangerThere()) {
if (mLightHouse.IsMustPause()) { // 需要暂停吗？
mLightHouse.PauseWaitForSignal();
if (mLightHouse.IsMustStop()) { // 在暂停的时候可能下发了停止命令
break;
}
} else if (mLightHouse.IsMustStop()) { // 需要停止吗？
break;
}
LONG nCommandFlag = mLightHouse.GetCustomCommandFlag();
if ( nCommandFlag==XXX ) {
// do something
}
}
做到这样，在一个需要循环的线程中可以很快的响应：暂停、继续、停止。
延伸
有一个场景，上面的方法是无法实现快速响应线程退出的，那就是：在线程中需要做一个比较耗时的处理，当用户点击停止按钮时可能线程已经进入耗时函数工作了，需要处理完才能做mLightHouse.IsDangerThere()的判断，所以仍然不能快速退出，怎么办呢？
只需稍加改进一下：
- 再额外开辟一个线程专门用来干活，叫做：干活线程
- 原来的线程制作调度管理用，叫做：调度线程
- 当有通知暂停时，在调用mLightHouse.PauseWaitForSignal()陷入无限等待之前，需要挂起干活线程。
- 当有通知停止时，如果干活线程没有结束可以直接TerminateThread掉。
- 当有通知继续时，无限的等待返回，唤醒干活线程即可。
总结
如果陷入代码的复杂逻辑无法好好设计编码时，不妨跳出代码的思维世界，类比一个场景来去思考，可以把复杂度下降许多，等把思绪理清楚了，再把该设计搬到代码世界中即可。
文档信息
- 本文作者：zhupite
- 本文链接：https://zhupite.com/program/thread-pause-stop-continue.html
- 版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名（创意共享3.0许可证）