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解析Qt中QThread使用方法

2024-07-06 08:51:45   232人阅读

本文讲述的是在Qt中QThread使用方法，QThread似乎是很难的一个东西，特别是信号和槽，有非常多的人(尽管使用者本人往往不知道)在用不恰当(甚至错误)的方式在使用QThread，随便用google一搜，就能搜出大量结果出来。无怪乎Qt的开发人员 Bradley T. Hughes 声嘶力竭地喊you are-doing-it-wrong

和众多用户一样，初次看到这个时，感到 Bradley T. Hughes有 些莫名奇妙，小题大作。尽管不舒服，当时还是整理过一篇博客QThread 的使用方法

时间过去3个月，尽管依然没怎么用thread；但今天csdn论坛中有人问到这个问题，想想还是尽我所能整理一下吧。提升自己，方便他人，何乐而不为呢?

QThread东西还是比较多的，而且我对底层对象了解有限，仅就一点进行展开(或许是大家最关心的一点)：QThread中的slots在那个线程中执行？

QThread::run

run 函数是做什么用的？Manual中说的清楚：

run 对于线程的作用相当于main函数对于应用程序。它是线程的入口，run的开始和结束意味着线程的开始和结束。 原文如下:

  1. The run() implementation is for a thread what the main()   
  2. entry point is for the application. All code executed in a call stack that starts in the run()   
  3. function is executed by the new thread, and the thread finishes when the function returns.  

这么短的文字一眼就看完了，可是，这是什么意思呢？又能说明什么问题呢？看段简单代码：

  1. class Thread:public QThread {       
  2. Q_OBJECT public:       
  3. Thread(QObject* parent=0):QThread(parent){}   
  4. public slots:       
  5. void slot() { ... } signals:       
  6. void sig(); protected:       
  7. void run() { ...} };    
  8. int main(int argc, char** argv) { ...     Thread thread; ... } 

对照前面的定理，run函数中的代码时确定无疑要在次线程中运行的，那么其他的呢？比如 slot 是在次线程还是主线程中运行？

QObject::connect

涉及信号槽，我们就躲不过 connect 函数，只是这个函数大家太熟悉。我不好意思再用一堆废话来描述它，但不说又不行，那么折中一下，只看它的最后一个参数吧(为了简单起见，只看它最常用的3个值):

1、自动连接(Auto Connection)

这是默认设置

如果发送者和接收者处于同一线程，则等同于直接连接

如果发送者和接受者位于不同线程，则等同于队列连接

也就是这说，只存在下面两种情况

2、直接连接(Direct Connection)

当信号发射时，槽函数将直接被调用。

无论槽函数所属对象在哪个线程，槽函数都在发射者所在线程执行。

3、队列连接(Queued Connection)

当控制权回到接受者所在线程的事件循环式，槽函数被调用。

槽函数在接收者所在线程执行。

同前面一样，这些文字大家都能看懂。但含义呢？

不妨继续拿前面的例子来看，slot 函数是在主线程还是次线程中执行呢？

定理二强调两个概念：发送者所在线程 和 接收者所在线程。而 slot 函数属于我们在main中创建的对象 thread，即thread属于主线程

队列连接告诉我们：槽函数在接受者所在线程执行。即 slot 将在主线程执行

直接连接告诉我们：槽函数在发送者所在线程执行。发送者在那个线程呢？？不定！

自动连接告诉我们：二者不在同一线程时，等同于队列连接。即 slot 在主线程执行

要彻底理解这几句话，你可能需要看Qt meta-object系统和Qt event系统）

如果上两节看不懂，就记住下面的话吧（自己总结的，用词上估计会不太准确）。

QThread 是用来管理线程的，它所处的线程和它管理的线程并不是同一个东西

QThread 所处的线程，就是执行 QThread t(0) 或 QThread * t=new QThread(0) 的线程。也就是咱们这儿的主线程

QThread 管理的线程，就是 run 启动的线程。也就是次线程

因为QThread的对象在主线程中，所以他的slot函数会在主线程中执行，而不是次线程。除非：QThread 对象在次线程中

slot 和信号是直接连接，且信号所属对象在次线程中

但上两种解决方法都不好，因为QThread不是这么用的(Bradley T. Hughes)

好了，不在添加更多文字了，看代码，估计咱们都会轻松点

主线程(信号)QThread(槽)

这是Qt Manual 和 例子中普遍采用的方法。 但由于manual没说槽函数是在主线程执行的，所以不少人都认为它应该是在次线程执行了。

定义一个 Dummy 类，用来发信号

定义一个 Thread 类，用来接收信号

重载 run 函数，目的是打印 threadid

  1. /*!  
  2. * \file main.cpp  
  3. *  
  4. * Copyright (C) 2010, dbzhang800  
  5. * All rights reserved.  
  6. *  
  7. */  
  8. #include <QtCore/QCoreApplication>   
  9. #include <QtCore/QObject>   
  10. #include <QtCore/QThread>   
  11. #include <QtCore/QDebug>  class Dummy:public QObject {       
  12. Q_OBJECT public:     
  13. Dummy(){} public slots:  void emitsig()   
  14. {         emit sig();       
  15. } signals:     void sig();   
  16. };    
  17. class Thread:public QThread {      
  18.  Q_OBJECT public:       
  19. Thread(QObject* parent=0):QThread(parent) {   //moveToThread(this); }   
  20. public slots:     void slot_main()     {           
  21. qDebug()<<"from thread slot_main:" <<currentThreadId();       
  22. } protected:     void run()     {           
  23. qDebug()<<"thread thread:"<<currentThreadId();           
  24. exec();       
  25. }   
  26. };   
  27. #include "main.moc" int main(int argc, char *argv[]) {       
  28.  QCoreApplication a(argc, argv);       
  29. qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();      
  30.  Thread thread;       
  31. Dummy dummy;      
  32.  QObject::connect(&dummy, SIGNAL(sig()), &thread, SLOT(slot_main()));       
  33. thread.start();      
  34.  dummy.emitsig();       
  35. return a.exec(); } 

然后看到结果(具体值每次都变，但结论不变)

  1. main thread: 0x1a40 from thread slot_main: 0x1a40 thread thread: 0x1a48 

看到了吧，槽函数的线程和主线程是一样的！

如果你看过Qt自带的例子，你会发现 QThread 中 slot 和 run 函数共同操作的对象，都会用QMutex锁住。为什么？因为slot和run处于不同线程，需要线程间的同步！

如果想让槽函数slot在次线程运行(比如它执行耗时的操作，会让主线程死掉)，怎么解决呢？

注意：发送dummy信号是在主线程， 接收者 thread 也在主线程中。 参考我们前面的结论，很容易想到: 将 thread 放到次线程中不就行了 这也是代码中注释掉的 moveToThread(this)所做的，去掉注释，你会发现slot在次线程中运行

  1. main thread: 0x13c0 thread thread: 0x1de0 from thread slot_main: 0x1de0 

这可以工作，但这是 Bradley T. Hughes 强烈批判的用法。推荐的方法后面会给出。

 

run中信号与QThread中槽

定义一个 Dummy 类，在run中发射它的信号

也可以在run中发射 Thread 中的信号，而不是Dummy（效果完全一样），QThread 定义槽函数，重载run函数 
 

  1. /*!  
  2. * \file main.cpp  
  3. *  
  4. * Copyright (C) 2010, dbzhang800  
  5. * All rights reserved.  
  6. *  
  7. */  
  8. #include <QtCore/QCoreApplication>   
  9. #include <QtCore/QObject>   
  10. #include <QtCore/QThread>   
  11. #include <QtCore/QDebug>    
  12. class Dummy:public QObject {       
  13. Q_OBJECT public:     Dummy(QObject* parent=0):QObject(parent){}   
  14. public slots: oid emitsig()       
  15. {  emit sig();    
  16. } signals:     void sig(); };    
  17. class Thread:public QThread {       
  18. Q_OBJECT public:      
  19. Thread(QObject* parent=0):QThread(parent) { //moveToThread(this); }   
  20. public slots:     void slot_thread()     {           
  21. qDebug()<<"from thread slot_thread:" <<currentThreadId();     }   
  22. signals:     void sig(); protected:     void run()     {           
  23. qDebug()<<"thread thread:"<<currentThreadId();          
  24.  Dummy dummy;           
  25. connect(&dummy, SIGNAL(sig()), this, SLOT(slot_thread()));          
  26.  dummy.emitsig();         e  
  27. xec();       
  28. }   
  29. };    
  30. #include "main.moc"  int main(int argc, char *argv[]) {       
  31. QCoreApplication a(argc, argv);       
  32. qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();       
  33. Thread thread;       
  34. thread.start();       
  35. return a.exec(); } 

想看结果么？

  1. main thread: 0x15c0 thread thread: 0x1750 from thread slot_thread: 0x15c0 

其实没悬念，肯定是主线程

thread 对象本身在主线程。所以它的槽也在要在主线程执行，如何解决呢？

（方法一）前面提了 moveToThread,这儿可以用，而且可以解决问题。当同样，是被批判的对象。
 
（方法二）注意哦，这儿我们的信号时次线程发出的，对比connect连接方式，会发现：

采用直接连接，槽函数将在次线程(信号发出的线程)执行

这个方法不太好，因为你需要处理slot和它的对象所在线程的同步。需要 QMutex 一类的东西

推荐的方法，其实，这个方法太简单，太好用了。定义一个普通的QObject派生类，然后将其对象move到QThread中。使用信号和槽时根本不用考虑多线程的存在。也不用使用QMutex来进行同步，Qt的事件循环会自己自动处理好这个。

  1. /*!  
  2. * \file main.cpp  
  3. *  
  4. * Copyright (C) 2010, dbzhang800  
  5. * All rights reserved.  
  6. *  
  7. */  
  8. #include <QtCore/QCoreApplication>   
  9. #include <QtCore/QObject>   
  10. #include <QtCore/QThread>   
  11. #include <QtCore/QDebug>    
  12. class Dummy:public QObject {       
  13. Q_OBJECT   
  14. public:     Dummy(QObject* parent=0):QObject(parent)     {}   
  15. public slots:     void emitsig()     {         emit sig();       
  16. } signals:     void sig(); };    
  17. class Object:public QObject {       
  18. Q_OBJECT   
  19. public: Object(){} public slots:void slot() {    
  20. qDebug()<<"from thread slot:" <<QThread::currentThreadId();       
  21. }   
  22. };    
  23. #include "main.moc"  int main(int argc, char *argv[]) {      
  24.  QCoreApplication a(argc, argv);       
  25. qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();      
  26.  QThread thread;       
  27. Object obj;       
  28. Dummy dummy;       
  29. obj.moveToThread(&thread);      
  30.  QObject::connect(&dummy, SIGNAL(sig()), &obj, SLOT(slot()));      
  31.  thread.start();       
  32. dummy.emitsig();       
  33. return a.exec(); } 

结果：恩，slot确实不在主线程中运行（这么简单不值得欢呼么？）

  1. main thread: 0x1a5c from thread slot: 0x186c 

小结：Qt中QThread使用方法，讲到这里。在本文中多次提到线程，那么对于QThread类，它提供了与系统无关的线程。QThread代表在程序中一个单独的线程控制，在多任务操作系统中，它和同一进程中的其它线程共享数据，但运行起来就像一个单独的程序一样。它不是在main()中开始，QThread是在run()中开始运行的。


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