C++20中如何用std::stop_token实现线程的优雅协作停止

C++20标准新增的std::stop_token是一套用于线程协作停止的标准化工具，它解决了传统线程停止方案中需要手动管理停止状态、容易出现竞态条件的问题，让线程停止逻辑更加安全和规范。

std::stop_token核心组件介绍

std::stop_token的协作停止机制由三个核心类组成，三者配合实现完整的停止流程：

• std::stop_token：停止令牌，线程执行函数可以通过它查询是否收到了停止请求，是被动接收停止信号的角色。
• std::stop_source：停止源，用于主动发起停止请求，调用其request_stop()方法后会通知所有关联的stop_token。
• std::stop_callback：停止回调，当关联的stop_token收到停止请求时，会自动执行预先注册的回调函数，用于处理停止时的清理逻辑。

需要注意的是，stop_source和stop_token之间是关联的，一个stop_source可以生成多个stop_token，所有关联的token都会收到同一个stop_source发起的停止请求。

基础使用示例

下面是一个最简单的使用std::stop_token停止线程的示例，线程会循环检查停止状态，收到停止请求后主动退出：

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

// 线程执行函数，接收stop_token作为参数
void worker_func(std::stop_token st) {
    int count = 0;
    // 循环检查是否收到停止请求
    while (!st.stop_requested()) {
        std::cout << "线程运行中，计数: " << count++ << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    }
    std::cout << "收到停止请求，线程退出" << std::endl;
}

int main() {
    // 创建stop_source，用于发起停止请求
    std::stop_source ssrc;
    // 获取关联的stop_token，传入线程函数
    std::stop_token st = ssrc.get_token();
    std::thread t(worker_func, st);

    // 主线程等待3秒后发起停止请求
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    std::cout << "主线程发起停止请求" << std::endl;
    ssrc.request_stop();

    t.join();
    return 0;
}

运行上述代码可以看到，线程运行3次后收到停止请求，主动退出循环并结束执行，整个过程没有使用额外的共享变量，停止状态的管理由标准库自动完成。

使用std::stop_callback处理清理逻辑

如果线程在收到停止请求时需要执行特定的清理操作，比如释放资源、保存状态等，可以使用std::stop_callback注册回调函数，回调会在停止请求发起时自动执行：

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

void worker_with_callback(std::stop_token st) {
    // 注册停止回调，当收到停止请求时执行
    std::stop_callback cb(st, []() {
        std::cout << "执行停止回调：释放资源、保存临时数据" << std::endl;
    });

    int count = 0;
    while (!st.stop_requested()) {
        std::cout << "线程运行中，计数: " << count++ << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    }
    std::cout << "线程主逻辑退出" << std::endl;
}

int main() {
    std::stop_source ssrc;
    std::stop_token st = ssrc.get_token();
    std::thread t(worker_with_callback, st);

    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    ssrc.request_stop();

    t.join();
    return 0;
}

这里需要注意，stop_callback的生命周期至少要覆盖到停止请求可能被发起的时间段，否则回调可能无法正常执行。

与std::jthread的配合

C++20还新增了std::jthread（joining thread），它内部自动集成了stop_token的支持，并且会在析构时自动调用join()，进一步简化线程管理：

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

void jthread_worker(std::stop_token st) {
    int count = 0;
    while (!st.stop_requested()) {
        std::cout << "jthread运行中，计数: " << count++ << std::endl;
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(1));
    }
    std::cout << "jthread收到停止请求，退出" << std::endl;
}

int main() {
    // 创建jthread，自动传入stop_token
    std::jthread t(jthread_worker);

    // 主线程等待3秒
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(3));
    // 调用jthread的request_stop方法发起停止请求
    t.request_stop();
    // jthread析构时会自动join，不需要手动调用

    return 0;
}

std::jthread的构造函数会自动创建stop_source，并将对应的stop_token传入线程函数，同时提供了request_stop()方法直接发起停止请求，大幅减少了模板代码。

使用注意事项

• std::stop_token的停止检查是协作式的，线程必须主动调用stop_requested()方法查询状态，不会强制终止线程，避免了强制终止带来的资源泄漏问题。
• stop_source和stop_token的关联是单向的，stop_token只能查询状态，不能发起停止请求，停止请求只能由stop_source发起。
• 如果stop_source在关联的stop_token被销毁后才发起停止请求，不会影响已经销毁的token，也不会产生未定义行为。
• 不要在stop_callback的回调函数中执行耗时过长的操作，否则会阻塞request_stop()方法的执行。

与传统停止方式对比

下面通过表格对比std::stop_token和传统停止方式的差异：

可以看出，std::stop_token在易用性、安全性和标准化程度上都优于传统的线程停止方式，是C++20之后多线程停止场景的首选方案。

C++20std::stop_token线程停止协作模式修改时间：2026-07-05 04:18:28