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C++如何使用std::stop_token请求线程停止?(C++20协作取消)

尼克

尼克

发布时间:2026-02-20 08:19:02

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来源于php中文网

原创

std::stop_token必须由std::jthread自动传入线程函数首个参数,不可默认构造或捕获;应优先用stop_requested()轮询而非stop_callback;request_stop()仅设标志,需线程主动配合检查。

c++如何使用std::stop_token请求线程停止?(c++20协作取消)

std::stop_token 怎么拿到并传给线程函数?

你不能凭空构造 std::stop_token,它必须从 std::jthreadget_stop_token() 拿,或从另一个 std::stop_source 获取。直接在线程函数里声明 std::stop_token 参数但不传入,会导致编译失败或默认构造出“无效 token”(stop_possible() == false)。

正确做法是:用 std::jthread 启动线程,它会自动绑定一个 std::stop_source,并在启动时把对应的 std::stop_token 作为第一个参数传入线程函数。

  • std::jthread 是唯一能自动提供有效 std::stop_token 的标准线程类型;std::thread 不支持协作取消
  • 线程函数签名必须以 std::stop_token 为首个参数,否则 std::jthread 不会自动注入
  • 如果函数是 lambda,捕获 std::stop_token 无效——必须作为形参显式接收
void worker(std::stop_token st) {
    while (!st.stop_requested()) {
        // 做事...
        std::this_thread::sleep_for(100ms);
    }
}
std::jthread t{worker}; // ✅ 自动传入有效 token

stop_requested() 和 stop_callback 该选哪个轮询方式?

绝大多数场景下,只用 stop_requested() 就够了。它轻量、无副作用、可频繁调用。而 std::stop_callback 是“注册一次、触发一次”的机制,适合清理资源,不适合轮询。

  • stop_requested() 返回 bool,线程内可随时检查,适合循环条件或早期退出分支
  • std::stop_callback 构造时绑定一个 callable,仅在停止请求发出且 token 有效时执行一次;若线程已退出或 token 失效,回调不会运行
  • 误用 stop_callback 替代轮询会导致:停止请求被忽略(因为回调只触发一次,而线程可能还在循环中)
  • 回调对象的生命周期必须长于 std::stop_callback 实例,否则析构时可能访问悬垂引用
// ❌ 错误:以为回调能反复通知
std::stop_callback cb{st, []{ cleanup(); }}; // 只执行一次

// ✅ 正确:用 stop_requested() 控制循环
while (!st.stop_requested()) {
    do_work();
}
cleanup(); // 循环退出后再清理

std::jthread::request_stop() 为什么有时没反应?

常见原因是线程函数没在检查 stop_requested(),或者检查频率太低(比如阻塞在 std::condition_variable::wait() 中)。C++20 协作取消完全依赖线程主动配合,没有强制中断能力。

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  • std::jthread::request_stop() 只是设置标志位,不挂起、不抢占、不抛异常
  • 如果线程卡在系统调用(如 read()sleep())或无检查的长循环里,停止请求会一直等待
  • std::condition_variable::wait() 有重载支持 std::stop_token,应优先使用:cv.wait(lock, st, predicate)
  • std::this_thread::sleep_for() 这类不可中断操作,需手动拆成带检查的小间隔循环
// ✅ 支持中断的等待
cv.wait(lock, st, []{ return ready; });

// ✅ 手动分段 sleep(避免长时间阻塞)
for (int i = 0; i < 10 && !st.stop_requested(); ++i) {
    std::this_thread::sleep_for(100ms);
}

和 std::thread + flag bool 相比,std::stop_token 有什么实际区别?

核心区别不是“能不能停”,而是“谁负责同步、是否线程安全、能否组合”。裸 flag 需要自己加 std::atomic 和内存序,而 std::stop_token 把这些封装好了,还支持嵌套取消源(比如子任务继承父任务的 token)。

  • std::atomic<bool></bool> 只能表达“单层开关”,无法区分“请求停止”和“已停止”,也难以安全传递给多个子线程
  • std::stop_tokenstd::stop_source 绑定,天然支持“一个 source 控制多个 token”,适合树状任务结构
  • std::stop_token::stop_requested() 内部已做最优内存序(通常是 memory_order_acquire),不用手写
  • 调试时,stop_token 可通过 stop_possible() 判断是否还有效,裸 flag 无法反映“token 是否已被 move 或销毁”

真正容易被忽略的是:一旦 std::jthread 对象析构,其绑定的 std::stop_source 会自动 request_stop —— 这是隐式行为,若线程函数没响应,就会变成“静默未终止”。

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