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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

API说明
run()线程入口函数
start()通过运行run()开始执行线程
(该操作是真正调用系统API创建线程)
currentThread()获取当前线程的指针
isRunning()如果线程正在运行返回true,否则返回false
sleep()、msleep()、usleep()线程休眠,单位秒/毫秒/微妙
wait()线程阻塞,功能和pthread_join类似
terminate()终止线程执行。
线程可以立即终止,也可以不终止,取决于操作系统的调用
finished()线程结束发出的信号,可通过该信号实现线程的清理工作

使用示例

基于定时器的倒计时程序

创建QThread子类:

image-20240923211212409

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:

image-20240923212827943

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。

image-20240923215302391

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

image-20240923215537861

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

image-20240923220111369

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

http://www.kler.cn/a/316748.html

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