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QT中的线程同步机制

article 2025/3/17 4:19:41

在 Qt 6.8.2（C++）中，两个线程之间的同步可以通过以下机制实现。以下是常用方法及代码示例：

1. ‌QMutex（互斥锁）‌

用于保护共享资源，确保同一时间只有一个线程访问资源。

#include <QMutex>
#include <QThread>

QMutex mutex;
int sharedData = 0;

class WorkerThread : public QThread {
protected:
    void run() override {
        mutex.lock();
        sharedData++;
        mutex.unlock();
    }
};

// 使用 QMutexLocker（更安全，自动管理锁）
void safeIncrement() {
    QMutexLocker locker(&mutex);
    sharedData++;
}

2. ‌QReadWriteLock（读写锁）‌

允许多个线程同时读取，但写入时独占。

#include <QReadWriteLock>

QReadWriteLock rwLock;
QString sharedString;

class ReaderThread : public QThread {
    void run() override {
        rwLock.lockForRead();
        qDebug() << "Read:" << sharedString;
        rwLock.unlock();
    }
};

class WriterThread : public QThread {
    void run() override {
        rwLock.lockForWrite();
        sharedString = "New Data";
        rwLock.unlock();
    }
};

3. ‌QSemaphore（信号量）‌

控制对多个相同资源的访问。

#include <QReadWriteLock>

QReadWriteLock rwLock;
QString sharedString;

class ReaderThread : public QThread {
    void run() override {
        rwLock.lockForRead();
        qDebug() << "Read:" << sharedString;
        rwLock.unlock();
    }
};

class WriterThread : public QThread {
    void run() override {
        rwLock.lockForWrite();
        sharedString = "New Data";
        rwLock.unlock();
    }
};

4. ‌QWaitCondition（条件变量）‌

让线程等待某个条件满足后再执行。

#include <QWaitCondition>
#include <QMutex>

QMutex mutex;
QWaitCondition condition;
bool dataReady = false;

// 生产者线程
void Producer::run() {
    mutex.lock();
    dataReady = true;
    condition.wakeAll(); // 唤醒所有等待线程
    mutex.unlock();
}

// 消费者线程
void Consumer::run() {
    mutex.lock();
    while (!dataReady) {
        condition.wait(&mutex); // 释放mutex并等待
    }
    // 处理数据
    mutex.unlock();
}

5. ‌信号槽跨线程通信‌

Qt 的信号槽机制默认是线程安全的，可通过 QueuedConnection 实现跨线程通信。

// Worker对象在子线程中执行任务
class Worker : public QObject {
    Q_OBJECT
public slots:
    void doWork() {
        // 耗时操作
        emit resultReady(result);
    }
signals:
    void resultReady(int);
};

// 主线程中
QThread thread;
Worker worker;
worker.moveToThread(&thread);
connect(&worker, &Worker::resultReady, this, &MainWindow::handleResult);
thread.start();

// 触发任务
QMetaObject::invokeMethod(&worker, "doWork", Qt::QueuedConnection);