工业软件架构5:(QT和C++实现)

2024-08-31 22:20
文章标签 c++ 实现 工业 qt 软件架构

本文主要是介绍工业软件架构5:(QT和C++实现)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

工业软件架构 - 事件驱动 - 5

  • 设计思路
  • 任务类的实现
  • 任务控制器
  • 主程序
  • 运行原理
  • 扩展功能
  • 总结
  • 非for循环任务
    • 任务分解与状态管理
    • 实现思路
    • 任务类的实现
    • 任务控制器
    • 主程序
    • 运行原理
    • 扩展功能
    • 总结
  • 耗时任务继续运行

在一些复杂的系统中，任务需要暂停和继续运行功能。
实现带有暂停和继续功能的任务需要引入任务状态管理和线程同步机制。
常见的方式包括使用QWaitCondition和QMutex来控制任务的执行、暂停和继续。

设计思路

要实现任务的暂停和继续功能，可以考虑以下步骤：

  • 任务状态管理: 使用一个状态变量来表示任务的当前状态，如“运行中”、“暂停中”等。
  • 使用QWaitCondition和QMutex: 当任务需要暂停时，使用QWaitCondition让任务等待；当需要继续运行时，发送信号解除等待，任务继续执行。
  • 任务控制器: 创建一个任务控制器来管理任务的状态和控制暂停、继续操作。

以常用的for循环任务举例。

任务类的实现

首先，定义一个任务类，该任务可以被暂停和继续。

#include <QRunnable>
#include <QWaitCondition>
#include <QMutex>
#include <QDebug>class PausableTask : public QRunnable{
public:PausableTask() : isPaused(false), isStopped(false) {}void run() override {qDebug() << "Task started";for (int i = 0; i < 10; ++i){QMutexLocker locker(&mutex);// 检查是否被暂停while (isPaused) {qDebug() << "Task paused at step" << i;condition.wait(&mutex);  // 等待继续信号}// 检查是否被停止if (isStopped) {qDebug() << "Task stopped";return;}qDebug() << "Task running, step" << i;QThread::sleep(1);  // 模拟任务的每一步耗时1秒}qDebug() << "Task completed";}void pause() {QMutexLocker locker(&mutex);isPaused = true;}void resume() {QMutexLocker locker(&mutex);isPaused = false;condition.wakeAll();  // 解除暂停，继续执行}void stop() {QMutexLocker locker(&mutex);isStopped = true;condition.wakeAll();  // 如果任务被暂停，则解除等待以结束任务}private:QMutex mutex;QWaitCondition condition;bool isPaused;bool isStopped;
};

任务控制器

任务控制器负责启动、暂停、继续和停止任务。

class TaskController : public QObject 
{Q_OBJECTpublic:TaskController(){task = new PausableTask();}~TaskController() {delete task;}void startTask() {QThreadPool::globalInstance()->start(task);}void pauseTask(){task->pause();}void resumeTask(){task->resume();}void stopTask(){task->stop();}private:PausableTask *task;
};

主程序

在主程序中，我们创建任务控制器，并通过命令来启动、暂停、继续和停止任务。

#include <QCoreApplication>
#include <QThreadPool>int main(int argc, char *argv[]){QCoreApplication app(argc, argv);TaskController controller;// 启动任务controller.startTask();// 模拟任务暂停QThread::sleep(3);controller.pauseTask();// 模拟任务继续QThread::sleep(3);controller.resumeTask();// 等待任务完成QThread::sleep(10);return app.exec();
}

运行原理

  • 启动任务: 任务启动后，开始执行每一步操作。
  • 暂停任务: 当调用pauseTask()时，任务进入暂停状态并等待QWaitCondition的解除。
  • 继续任务: 当调用resumeTask()时，任务解除等待，继续执行后续步骤。
  • 停止任务: 如果在暂停状态下调用stopTask()，任务会直接结束。

扩展功能

  • 任务的终止: 任务可以在暂停状态下被终止，确保任务不会继续执行。
  • 状态反馈: 可以扩展任务类，使其能够通过信号槽机制反馈任务的当前状态，例如“正在运行”、“已暂停”、“已完成”等。
  • 任务队列管理: 结合任务队列过滤机制，可以在任务进入队列前检查任务的状态，确保不会启动已经暂停或终止的任务。

总结

通过使用QWaitCondition和QMutex，你可以灵活地控制任务的执行、暂停和继续。这样的设计适用于需要动态管理任务状态的应用场景，如需要中断并稍后继续的长时间运行任务。

  • 可暂停性: 任务可以在执行过程中被暂停，等待条件满足后再继续执行。
  • 可恢复性: 任务在暂停后可以继续从暂停点执行，而无需重新启动任务。
  • 线程安全: 使用QMutex确保状态检查和状态改变的线程安全，避免竞争条件。

非for循环任务

当任务不是通过 for 循环一行一行地执行，而是每一行代码执行不同功能，并且需要实现暂停和继续功能时，我们可以将任务分解成多个步骤，每个步骤对应任务的一部分逻辑。然后，通过在每个步骤之间插入状态检查和同步点来实现任务的暂停和继续功能。

任务分解与状态管理

将任务分解成多个步骤，每个步骤之间都检查是否需要暂停。如果任务被暂停，则任务将等待，直到收到继续执行的信号后，再执行下一个步骤。

实现思路

步骤划分：将任务按步骤划分，每个步骤单独执行一段功能逻辑。
状态管理：使用状态变量来跟踪任务是否应该暂停或继续运行。
同步机制：使用 QWaitCondition 和 QMutex 来实现任务的同步点，使得任务可以在暂停状态下等待，直到被唤醒继续执行。

任务类的实现

假设任务由多个步骤组成，每个步骤执行不同的功能。我们在每个步骤之间插入检查点。

#include <QRunnable>
#include <QWaitCondition>
#include <QMutex>
#include <QDebug>class StepwiseTask : public QRunnable{
public:StepwiseTask() : isPaused(false), isStopped(false) {}void run() override {qDebug() << "Task started";step1();checkPause();  // 检查是否需要暂停if (isStopped) return;step2();checkPause();  // 检查是否需要暂停if (isStopped) return;step3();checkPause();  // 检查是否需要暂停if (isStopped) return;qDebug() << "Task completed";}void pause(){QMutexLocker locker(&mutex);isPaused = true;}void resume() {QMutexLocker locker(&mutex);isPaused = false;condition.wakeAll();  // 解除暂停，继续执行}void stop(){QMutexLocker locker(&mutex);isStopped = true;condition.wakeAll();  // 如果任务被暂停，则解除等待以结束任务}private:void checkPause(){QMutexLocker locker(&mutex);while (isPaused) {qDebug() << "Task paused";condition.wait(&mutex);  // 等待继续信号}}void step1() {qDebug() << "Executing step 1";// 执行步骤1的逻辑QThread::sleep(1);}void step2() {qDebug() << "Executing step 2";// 执行步骤2的逻辑QThread::sleep(1);}void step3() {qDebug() << "Executing step 3";// 执行步骤3的逻辑QThread::sleep(1);}QMutex mutex;QWaitCondition condition;bool isPaused;bool isStopped;
};

任务控制器

任务控制器用于启动、暂停、继续和停止任务。

class TaskController : public QObject 
{Q_OBJECTpublic:TaskController() {task = new StepwiseTask();}~TaskController(){delete task;}void startTask(){QThreadPool::globalInstance()->start(task);}void pauseTask(){task->pause();}void resumeTask(){task->resume();}void stopTask(){task->stop();}private:StepwiseTask *task;
};

主程序

在主程序中，创建任务控制器，并通过命令来启动、暂停、继续和停止任务。

#include <QCoreApplication>
#include <QThreadPool>int main(int argc, char *argv[]) 
{QCoreApplication app(argc, argv);TaskController controller;// 启动任务controller.startTask();// 模拟任务暂停QThread::sleep(2);controller.pauseTask();// 模拟任务继续QThread::sleep(3);controller.resumeTask();// 等待任务完成QThread::sleep(5);return app.exec();
}

运行原理

  • 启动任务: 任务启动后，按顺序执行步骤1、步骤2和步骤3。
  • 暂停任务: 在任一步骤执行完毕后，任务检查是否被暂停。如果是，则任务进入暂停状态并等待继续信号。
  • 继续任务: 当任务收到继续信号时，从暂停的位置继续执行下一个步骤。

扩展功能

  • 更多步骤: 可以根据实际任务的需求添加更多步骤，每个步骤之间插入检查点，以确保任务的灵活性。
  • 状态反馈: 通过信号槽机制反馈任务的当前状态给外部系统，提供任务执行的实时监控能力。

总结

  • 分步骤执行: 将任务分解为多个步骤，每个步骤之间插入状态检查点，确保任务能够响应暂停和继续操作。
  • 同步机制: 使用QWaitCondition和QMutex实现任务的暂停和继续功能，确保线程安全。
  • 灵活性和扩展性: 这种设计允许你灵活地管理复杂任务，添加更多步骤，甚至根据实际需要调整任务的执行流程。

这种设计非常适合需要处理复杂逻辑的任务，尤其是那些需要在不同操作步骤之间支持暂停和继续功能的任务。它使得任务管理更加灵活和可控，适应性更强。

耗时任务继续运行

在工业领域中，有些任务继续运行不能简单的运行之后代码，而是需要从之前暂停的代码开始运行。
比如：电机运行任务中，任务目标是运行到目标点 O 1 , O 2 , O 3 O_1,O_2, O_3 O1​,O2​,O3​；暂停任务是让电机运行停止；而继续运行任务是继续运动到运行到目标点 O O O。

#include <QRunnable>
#include <QDebug>
#include <QMutex>class StepwiseTask : public QRunnable{
public:StepwiseTask() : isPaused(false), isStopped(false), currentStep(0) {}void run() override {qDebug() << "Task started";if(currentStep < 1){step1();if(checkPauseAndStop(0)) return;}if(currentStep < 2){step2();if(checkPauseAndStop(1)) return;}if(currentStep < 3){step1();if(checkPauseAndStop(2)) return;}qDebug() << "Task completed";}void pause(){QMutexLocker locker(&mutex);isPaused = true;stopMove(); // 轴运行停止}void reset(){QMutexLocker locker(&mutex);currentStep = 0;isStopped = false;isPaused  = false;}void stop(){QMutexLocker locker(&mutex);isStopped = true;stopMove(); // 轴运行停止}private:bool checkPauseAndStop(const int& currentStep){QMutexLocker locker(&mutex);if (isStopped){Reset();return true;}else if (isPaused){this->currentStep = currentStep ;isPaused    = false;return true;}return false;}void step1() {Move2(O_1);}void step2() {Move2(O_2);}void step3() {Move2(O_3);}QMutex mutex;int currentStep; // 当前步骤序号bool isPaused;bool isStopped;
};

这篇关于工业软件架构5:(QT和C++实现)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1125150。

相关文章

SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南

SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南

《SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南》随着Web应用的用户量和数据量增加,网络带宽和页面加载速度逐渐成为瓶颈,为了减少数据传输量,提高用户体验,我们可以使用Gzip压缩HTTP响应,... 目录1、简述2、配置2.1 添加依赖2.2 配置 Gzip 压缩3、服务端应用4、前端应用4.1 N
阅读更多...
SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结

SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结

《SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结》为了提高系统的读写性能和可用性,读写分离是一种经典的数据库架构模式,在SpringBoot应用中,有多种方式可以实现数据库读写分离,本文将介绍三... 目录一、数据库读写分离概述二、方案一：基于AbstractRoutingDataSource实现动态
阅读更多...
Python FastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统

Python FastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统

《PythonFastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统》这篇文章主要为大家详细介绍了PythonFastAPI如何结合Celery以及RabbitMQ实现简单的分布式... 实现思路FastAPI 服务器Celery 任务队列RabbitMQ 作为消息代理定时任务处理完整
阅读更多...
Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式

Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式

《Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式》在Java开发中,枚举(Enum)是一种特殊的类,本文将详细介绍Java枚举类实现key-value映射的多种方式,有需要的小伙伴可以根据需要... 目录前言一、基础实现方式1.1 为枚举添加属性和构造方法二、http://www.cppcns.co
阅读更多...
使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器

使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器

《使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器》：本文主要介绍如何使用Python快速搭建本地HTTP服务器,轻松实现一键HTTP文件共享,同时结合二维码技术,让访问更简单,感兴趣的小伙伴可以了... 目录1. 概述2. 快速搭建 HTTP 文件共享服务2.1 核心思路2.2 代码实现2.3 代码解读3.
阅读更多...
MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现

MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现

《MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现》本文主要介绍了MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,... 目录一、测试环境准备二、主从搭建1.创建复制用户2.创建复制关系3.开启复制，确认复制是否成功4.同
阅读更多...
Java实现文件图片的预览和下载功能

Java实现文件图片的预览和下载功能

《Java实现文件图片的预览和下载功能》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现文件图片的预览和下载功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... Java实现文件（图片）的预览和下载 @ApiOperation("访问文件") @GetMapping("
阅读更多...
使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式

使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式

《使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式》：本文主要介绍使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Sentinel自定义返回和实现区分来源1. 自定义错误返回2. 实现区分来源总结Sentinel自定
阅读更多...
Java实现时间与字符串互相转换详解

Java实现时间与字符串互相转换详解

《Java实现时间与字符串互相转换详解》这篇文章主要为大家详细介绍了Java中实现时间与字符串互相转换的相关方法,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... 目录一、日期格式化为字符串（一）使用预定义格式（二）自定义格式二、字符串解析为日期（一）解析ISO格式字符串（二）解析自定义
阅读更多...
opencv图像处理之指纹验证的实现

opencv图像处理之指纹验证的实现

《opencv图像处理之指纹验证的实现》本文主要介绍了opencv图像处理之指纹验证的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学... 目录一、简介二、具体案例实现1. 图像显示函数2. 指纹验证函数3. 主函数4、运行结果三、总结一、
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2