Qt系统相关——QThread

文章目录

• • QThread的API
  • 使用示例
  • 客户端多线程应用场景
  • 互斥锁
  • • QMutex
    • QMutexLocker
    • QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker
  • 条件变量和信号量

QThread的API

Qt中的多线程和Linux中的线程，本质上是一个东西

Linux线程概念

Linux多线程——线程控制

Linux多线程——互斥锁

Linux多线程——生产消费者模型

QThread：

• 要创建线程，需要创建这个类的实例
• 创建线程时，需指明线程入口函数
• 创建QThread的子类，重写了其中的run方法，起到指定入口函数的方式（多态）

Tips：

这种方式在C++中并不常见，相比之下std::thread直接指定回调方式更常见

因为C++比较追求性能，多态机制可能导致运行时的额外开销（查询函数表，找到对应执行函数再执行）

但是对应客户端开发，对性能的要求，并没有那么的高

使用示例

基于定时器的倒计时程序

创建QThread子类：

thread.h：

#ifndef THREAD_H
#define THREAD_H

#include <QWidget>
#include<QThread>
class Thread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    Thread();

    //重写父类run方法
    void run();
signals:
    //只需写函数声明, 定义Qt自动生成
    void notify();
};

#endif // THREAD_H

widget.h：

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include"thread.h"
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACE

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

    void handle();

private:
    Ui::Widget *ui;
    Thread thread;
};
#endif // WIDGET_H

thread.cpp：

#include "thread.h"

Thread::Thread()
{

}

void Thread::run()
{
    //针对时间进行计时,每过一秒,通过信号槽通知主线程更新界面
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        sleep(1);
        //发生信息
        emit notify();
    }
}

widget.cpp：

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);

    //连接信号槽
    connect(&thread, &Thread::notify, this, &Widget::handle);

    //启动线程
    thread.start();
}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::handle()
{
    int value = ui->lcdNumber->intValue();
    value--;
    ui->lcdNumber->display(value);
}

如果多个线程同时对界面进行修改，就会导致界面出错。

Qt直接一刀切，针对控件的任何修改，都在主线程中执行。

运行示意图：

客户端多线程应用场景

在服务器开发的角度，多线程主要是充分利用多核CPU的计算资源，达到更高的效率。

而对于客户端，对效率要求并不是特别高，如果追求效率，把CPU计算资源吃完，会导致系统卡顿，这用户体验是很差的。

在客户端中，多线程主要是用于一些耗时的等待IO的操作，避免主线程卡死。

比如说客户端向服务端上传/下载较大的文件

这种密集的IO操作会使程序被系统阻塞挂起，一旦进程被挂起了，此时用户的操作就无法响应了。

因此使用单独的线程来处理这种密集的IO操作，就算挂起，也是挂起的这个线程，并不会影响主线程。

互斥锁

QMutex

谈到线程，必定绕不开线程安全问题，最通用的手段就是加锁，QMutex类就是Qt封装的互斥锁。

上面这种情况就是线程安全问题，采取加锁，让线程串行执行

锁也是公共区的，只有一把锁

QMutexLocker

C++11引入了std::lock_guard，智能锁RAII机制，这样能避免抛出异常或者忘记释放锁导致的问题。

Qt参考过来了，叫做QMutexLocker。

Tips：

Qt的锁和C++的锁，本质上都是封装系统提供的锁

虽然可以用C++的锁锁住Qt的线程，但是不建议。

QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker

• QReadWriteLocker读写锁，用于控制读和写的并发访问
• QReadLocker用于读操作上锁，允许多个线程共享资源
• QWriteLocker用于写操作上锁，一次允许一个线程写数据

条件变量和信号量

Qt当中的条件变量和信号量，与Linux当中的概念一模一样，只不过是接口不一样而已。

多个线程的调度是无序的，为了一定程度干预执行顺序，引入条件变量。

QWaitCondition：

• wait等待
• wake唤醒
• wakeAll唤醒全部

QSemaphore：

• acquire获取信号量
• release释放信号量