thread：std::jthread::get_stop_source

引入

随着 C++20 标准的推广，std::jthread 作为 C++ 标准库新增的线程类型，提供了多线程编程中的一系列新特性。其中，get_stop_source 函数是其重要的组成部分，赋予开发者更好的控制权来管理线程的停止信号。这一特性能帮助开发者在复杂的多线程环境中有效地实现线程的优雅终止，特别是当需要安全地停止多个线程时。

1. 特性与函数介绍

1.1 特性

• 停止源：get_stop_source 提供对停止源的访问，允许线程通过停止源接收停止信号并决定何时安全终止执行。
• 灵活的异常处理：通过将停止机制与线程的生命周期相结合，开发者能够在必要时优雅地处理异常并清理资源。
• 增强的可控性：这一功能使得在多线程程序中实现线程间的停止信号传递变得简单且直观。

1.2 函数语法

std::jthread::get_stop_source 的用法如下：

#include <thread>

class jthread {
public:
    std::stop_source get_stop_source() noexcept;  // 获取与该线程关联的停止源
};

• 返回值：返回一个 std::stop_source 对象，它能用于控制该线程的停止状态。

2. 完整示例代码

以下示例展示了如何使用 std::jthread::get_stop_source 来实现安全的线程停止：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

void threadFunction(std::stop_source stop_src) {
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        // 检查停止请求
        if (stop_src.stop_requested()) {
            std::cout << "Thread is stopping..." << std::endl;
            return;  // 优雅地退出线程
        }

        std::cout << "Thread is running: " << i << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1)); // 模拟任务执行
    }
}

int main() {
    // 创建一个 jthread，让它执行 threadFunction
    std::jthread worker(threadFunction, std::jthread::get_stop_source());

    // 等待2秒后请求停止
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
    worker.request_stop();  // 请求线程停止

    // 自动调用 join()，等待线程完成
    std::cout << "Main thread finished." << std::endl;
    return 0;  // worker 线程将会优雅地停止
}

3. 代码解析

1. 引入头文件：

   • 在开始之初，包含 <thread> 和 <chrono> 以支持线程功能以及时间延迟。

2. 定义线程函数：

   • threadFunction 接受一个 std::stop_source，通过在循环中监控是否收到了停止请求，线程将能够优雅地停止执行。

3. 主函数中的线程管理：

   • 在 main 函数中创建一个 std::jthread，并传递停止源以便传递线程的停止请求。

4. 监控、请求停止：

   • 在主线程中，通过 sleep_for 模拟处理，随后调用 request_stop() 请求等待的线程停止执行。线程会在下一个检查点处识别并立即停止运行。

5. 自动管理与输出：

   • 主线程结束时，std::jthread 会自动调用 join() 确保资源释放。整个过程将会优雅地关闭。

4. 适用场景分析

4.1 多线程任务协作

在需要协作的多线程任务中，通过 get_stop_source 轻松实现合理的、模块化的停止请求流程。

4.2 响应性应用程序

在面对

用户输入或服务请求等突发情况的响应型应用程序中，能够及时终止线程非常重要，stop_source 提供了良好的解决方案。

4.3 安全的资源管理

安全地或优雅地删除线程能够确保所有的资源都被正确处理，这在现代 C++ 编程中特别重要，get_stop_source 可帮助解决这一问题。

5. 总结

std::jthread::get_stop_source 是 C++20 的一项强大功能，使得开发者能够更加从容地管理线程的停止信号，通过关联的停止源，可以在复杂的并发执行环境下安全地终止线程的执行。这一变化极大地提升了多线程编程的灵活性，使得开发者可以更好地实现后台任务的优雅管理。同时，它也使得编写高质量、多线程可控性代码成为可能，降低了函数之间的耦合度。掌握这一特性，对提升 C++ 开发者的线程管理能力和编写高效、可靠的多线程程序至关重要。