Qt-系统线程安全(63)
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描述
使用
线程不安全
线程安全
释放锁问题
其他的锁
条件变量和信号量
描述
多线程程序太复杂了
在C/C++ 和 Linux中，我们为了保证线程安全，简单的方式就是加锁
为此 Qt 也封装了自己的一套锁管理
使用
线程不安全
我们先测验一下线程不安全的情况，先自定义一个类，等会要重写 QThread 类
thread.h
thread.cpp
一个简单的累加
运行发现，结果并不是我们所想象中的那样
线程安全
对++ 进行加锁，在CPU指令之中，++操作一共有三个指令，本身不是原子的，所以有线程不安全的问题，我们对涉及到修改的代码块进行加锁，保证线程安全
创建一共静态的锁对象，确保是使用同一把锁
运行正常，累加到了应有的数值
释放锁问题
关于锁的释放，是有可能忘记释放的，忘记 unlock
在临界区之中，由于可能存在 判断，异常之类的操作，可能会导致锁没有释放
在C++释放内存中也有这样的问题存在，因此C++ 引入了智能指针，来解决内存释放和锁释放的问题
在出花括号区域的时候，lock_guard会自动调用析构，来释放 锁
Qt 为了锁的释放也参考了这种做法，创建了 mutexLocker
使用如下，和C++之中的 std::lock_guard 使用方式一样
不建议和C++混着用锁相关函数
其他的锁
Qt中还有很多其他的锁，诸如读写锁，在特定的场景有着很好的发挥
QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker
QReadWriteLock 是读写锁类，⽤于控制读和写的并发访问。
QReadLocker ⽤于读操作上锁，允许多个线程同时读取共享资源。
QWriteLocker ⽤于写操作上锁，只允许⼀个线程写⼊共享资源。
条件变量和信号量
条件变量
在多线程编程中，假设除了等待操作系统正在执⾏的线程之外，某个线程还必须等待某些条件满⾜才能执⾏，这时就会出现问题。这种情况下，线程会很⾃然地使⽤锁的机制来阻塞其他线程，因为这只是线程的轮流使⽤，并且该线程等待某些特定条件，⼈们会认为需要等待条件的线程，在释放互斥锁或读写锁之后进⼊了睡眠状态，这样其他线程就可以继续运⾏。当条件满⾜时，等待条件的线程将被另⼀个线程唤醒。
在 Qt 中，专⻔提供了 QWaitCondition类 来解决像上述这样的问题。
特点：QWaitCondition 是 Qt 框架提供的条件变量类，⽤于线程之间的消息通信和同步。
⽤途：在某个条件满⾜时等待或唤醒线程，⽤于线程的同步和协调
伪代码如下，使用过程也大致如下
QMutex mutex;
QWaitCondition condition;
//在等待线程中
mutex.lock();
//检查条件是否满⾜，若不满⾜则等待
while (!conditionFullfilled())
{
condition.wait(&mutex); //等待条件满⾜并释放锁
}
//条件满⾜后继续执⾏
//...
mutex.unlock();
//在改变条件的线程中
mutex.lock();
//改变条件
changeCondition();
condition.wakeAll(); //唤醒等待的线程
mutex.unlock();信号量
有时在多线程编程中，需要确保多个线程可以相应的访问⼀个数量有限的相同资源。例如，运⾏程序的设备可能是⾮常有限的内存，因此我们更希望需要⼤量内存的线程将这⼀事实考虑在内，并根据可⽤的内存数量进⾏相关操作，多线程编程中类似问题通常⽤信号量来处理。信号量类似于增强的互斥锁，不仅能完成上锁和解锁操作，⽽且可以跟踪可⽤资源的数量。
特点：QSemaphore 是 Qt 框架提供的计数信号量类，⽤于控制同时访问共享资源的线程数量。
⽤途：限制并发线程数量，⽤于解决⼀些资源有限的问题
伪代码，使用过程如下
QSemaphore semaphore(2); //同时允许两个线程访问共享资源
//在需要访问共享资源的线程中
semaphore.acquire(); //尝试获取信号量，若已满则阻塞
//访问共享资源
//...
semaphore.release(); //释放信号量
//在另⼀个线程中进⾏类似操作