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

hdu1043（八数码问题，广搜 + hash（实现状态压缩） ）

hdu1043（八数码问题，广搜 + hash（实现状态压缩） ）

利用康拓展开将一个排列映射成一个自然数，然后就变成了普通的广搜题。 #include<iostream>#include<algorithm>#include<string>#include<stack>#include<queue>#include<map>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<ctype.h>#inclu
阅读更多...
【C++ Primer Plus习题】13.4

【C++ Primer Plus习题】13.4

大家好,这里是国中之林! ❥前些天发现了一个巨牛的人工智能学习网站，通俗易懂，风趣幽默，忍不住分享一下给大家。点击跳转到网站。有兴趣的可以点点进去看看← 问题: 解答: main.cpp #include <iostream>#include "port.h"int main() {Port p1;Port p2("Abc", "Bcc", 30);std::cout <<
阅读更多...
C++包装器

C++包装器

包装器 在 C++ 中，“包装器”通常指的是一种设计模式或编程技巧，用于封装其他代码或对象，使其更易于使用、管理或扩展。包装器的概念在编程中非常普遍，可以用于函数、类、库等多个方面。下面是几个常见的 “包装器” 类型： 1. 函数包装器 函数包装器用于封装一个或多个函数，使其接口更统一或更便于调用。例如，std::function 是一个通用的函数包装器，它可以存储任意可调用对象（函数、函数
阅读更多...
嵌入式QT开发：构建高效智能的嵌入式系统

嵌入式QT开发：构建高效智能的嵌入式系统

摘要： 本文深入探讨了嵌入式 QT 相关的各个方面。从 QT 框架的基础架构和核心概念出发，详细阐述了其在嵌入式环境中的优势与特点。文中分析了嵌入式 QT 的开发环境搭建过程，包括交叉编译工具链的配置等关键步骤。进一步探讨了嵌入式 QT 的界面设计与开发，涵盖了从基本控件的使用到复杂界面布局的构建。同时也深入研究了信号与槽机制在嵌入式系统中的应用，以及嵌入式 QT 与硬件设备的交互，包括输入输出设
阅读更多...
C++11第三弹：lambda表达式 | 新的类功能 | 模板的可变参数

C++11第三弹：lambda表达式 | 新的类功能 | 模板的可变参数

🌈个人主页： 南桥几晴秋 🌈C++专栏： 南桥谈C++ 🌈C语言专栏： C语言学习系列 🌈Linux学习专栏： 南桥谈Linux 🌈数据结构学习专栏： 数据结构杂谈 🌈数据库学习专栏： 南桥谈MySQL 🌈Qt学习专栏： 南桥谈Qt 🌈菜鸡代码练习： 练习随想记录 🌈git学习： 南桥谈Git 🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈🌈�
阅读更多...
【C++】_list常用方法解析及模拟实现

【C++】_list常用方法解析及模拟实现

相信自己的力量，只要对自己始终保持信心，尽自己最大努力去完成任何事，就算事情最终结果是失败了，努力了也不留遗憾。💓💓💓 目录   ✨说在前面 🍋知识点一：什么是list？ •🌰1.list的定义 •🌰2.list的基本特性 •🌰3.常用接口介绍 🍋知识点二：list常用接口 •🌰1.默认成员函数 🔥构造函数（⭐） 🔥析构函数 •🌰2.list对象
阅读更多...
【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

【Prometheus】PromQL向量匹配实现不同标签的向量数据进行运算

✨✨ 欢迎大家来到景天科技苑✨✨ 🎈🎈 养成好习惯，先赞后看哦~🎈🎈 🏆 作者简介：景天科技苑 🏆《头衔》：大厂架构师，华为云开发者社区专家博主，阿里云开发者社区专家博主，CSDN全栈领域优质创作者，掘金优秀博主，51CTO博客专家等。 🏆《博客》：Python全栈，前后端开发，小程序开发，人工智能，js逆向，App逆向，网络系统安全，数据分析，Django，fastapi
阅读更多...
让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

让树莓派智能语音助手实现定时提醒功能

最初的时候是想直接在rasa 的chatbot上实现，因为rasa本身是带有remindschedule模块的。不过经过一番折腾后，忽然发现，chatbot上实现的定时，语音助手不一定会有响应。因为，我目前语音助手的代码设置了长时间无应答会结束对话，这样一来，chatbot定时提醒的触发就不会被语音助手获悉。那怎么让语音助手也具有定时提醒功能呢？ 我最后选择的方法是用threading.Time
阅读更多...
Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸（两张壁纸可不一致）

Android实现任意版本设置默认的锁屏壁纸和桌面壁纸（两张壁纸可不一致）

客户有些需求需要设置默认壁纸和锁屏壁纸  在默认情况下 这两个壁纸是相同的  如果需要默认的锁屏壁纸和桌面壁纸不一样 需要额外修改 Android13实现 替换默认桌面壁纸： 将图片文件替换frameworks/base/core/res/res/drawable-nodpi/default_wallpaper.*  （注意不能是bmp格式） 替换默认锁屏壁纸： 将图片资源放入vendo
阅读更多...
06 C++Lambda表达式

06 C++Lambda表达式

lambda表达式的定义 没有显式模版形参的lambda表达式 [捕获] 前属性 (形参列表) 说明符 异常 后属性 尾随类型 约束 {函数体} 有显式模版形参的lambda表达式 [捕获] <模版形参> 模版约束 前属性 (形参列表) 说明符 异常 后属性 尾随类型 约束 {函数体} 含义 捕获：包含零个或者多个捕获符的逗号分隔列表 模板形参：用于泛型lambda提供个模板形参的名
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2