Qt基礎(chǔ)開發(fā)之Qt多線程類QThread與Qt定時(shí)器類QTimer的詳細(xì)方法與實(shí)例

更新時(shí)間：2020年03月16日 08:51:46 作者：嚇人的猿

這篇文章主要介紹了Qt基礎(chǔ)開發(fā)之Qt多線程類QThread與Qt定時(shí)器類QTimer的詳細(xì)方法與實(shí)例,需要的朋友可以參考下

Qt多線程

我們之前的程序都是單線程運(yùn)行，接下來我們開始引入多線程。就相當(dāng)于以前的一個(gè)人在工作，現(xiàn)在多個(gè)人一起工作。

Qt中非常有必要使用多線程，這是因?yàn)?，Qt應(yīng)用是事件驅(qū)動(dòng)型的，一旦某個(gè)事件處理函數(shù)處理時(shí)間過久，就會(huì)造成其它的事件得不到及時(shí)處理。

Qt中使用QThread來管理線程，一個(gè)QThread對(duì)象，就是一個(gè)線程。QThread對(duì)象也有消息循序exec()函數(shù)，用來處理自己這個(gè)線程的事件。

Qt實(shí)現(xiàn)多線程有兩種方式

1、Qt第一種創(chuàng)建線程方式

首先要繼承QThread

重寫虛函數(shù)QThread::run

[virtual protected] void QThread::run()
 /*
 * 基類QThread的run函數(shù)只是簡(jiǎn)單啟動(dòng)exec()消息循環(huán)
 */

例如：

#include <QApplication>
#include <QThread>
#include <QDebug>
class MyThread : public QThread
{
public:
 void run()
 {
  qDebug() << "QThread begin" << endl;
  qDebug() << "child thread" << QThread::currentThreadId() << endl;
  QThread::sleep(5);
  qDebug() << "QThread end" << endl;
  exec();
 }
};

int main(int argc, char** argv)
{
 QApplication app(argc, argv);

 MyThread thread;
 thread.start();
 qDebug() << "main thread" << QThread::currentThreadId() << endl;
 QThread::sleep(5);
 qDebug() << "main thread" << QThread::currentThreadId() << endl;
 thread.quit();
 qDebug() << "main thread thread.quit()" << endl;
 tread.wait();
 qDebug() << "main thread thread.wait()" << endl;
 return app.exec();
}

使用QThread的quit可以退出線程的消息循環(huán)，有時(shí)候不是馬上退出，需要等到cpu的控制權(quán)交還給線程的exec()。

一般在子線程退出的時(shí)候需要主線程去回收資源，可以調(diào)用QThread的wait，等待子線程的退出，然后回收資源.

2、Qt第二種創(chuàng)建線程方式

繼承 QObject

實(shí)例化一個(gè)QThread對(duì)象

實(shí)現(xiàn)槽函數(shù).

QObject子類對(duì)象通過moveToThread將自己放到線程QThread對(duì)象中.

調(diào)用QThread對(duì)象的start函數(shù)啟動(dòng)線程

必須通過發(fā)射信號(hào)來讓槽函數(shù)在線程中執(zhí)行，發(fā)射的信號(hào)存放在線程exec()消息隊(duì)列中。

例如：

mywork.h

#ifndef MYWORK_H
#define MYWORK_H
#include <QThread>
#include <QDebug>
class MyWork : public QObject
{
 Q_OBJECT
public slots:
 void workSlot()
 {
  qDebug() << "QThread begin" << endl;
  qDebug() << "child thread" << QThread::currentThreadId() << endl;
  QThread::sleep(5);
  qDebug() << "QThread end" << endl;
 }
};
#endif // MYWORK_H

widget.cpp

#include <QApplication>
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include "mywork.h"

int main(int argc, char** argv)
{
 qDebug() << "main thread" << QThread::currentThreadId() << endl;
 QApplication app(argc, argv);
 QThread thread;
 MyWork work;
 work.moveToThread(&thread);
 QObject::connect(&thread, SIGNAL(started()), &work, SLOT(workSlot()));
 thread.start();
 
 QThread::sleep(6);
 qDebug() << "thread is runing" << thread.isRunning() << endl;
 thread.quit(); //調(diào)用quit讓線程退出消息循環(huán),否則線程一直在exec循環(huán)中
 thread.wait(); //調(diào)用完quit后緊接著要調(diào)用wait來回收線程資源
 qDebug() << "thread is runing" << thread.isRunning() << endl;

 return app.exec();
}

需要特別注意的是：

線槽函數(shù)已經(jīng)執(zhí)行完進(jìn)入線程exec()中，可以通過發(fā)射信號(hào)重新讓槽函數(shù)在線程中執(zhí)行。也可以通過quit()退出線程exec()。
QObject派生類對(duì)象，將要調(diào)用moveToThread，不能指定一個(gè)主線程父對(duì)象托管內(nèi)存。
QWidget的對(duì)象及派生類對(duì)象都只能在GUI主線程運(yùn)行，不能使用moveToThread移到子線程中，即使沒有指定父對(duì)象。

多線程對(duì)象內(nèi)存釋放

既然QObject對(duì)象無(wú)法托管內(nèi)存對(duì)象，那么到底是先釋放線程對(duì)象，還是先釋放這個(gè)QObject對(duì)象？

先把QObject在線程循環(huán)中釋放(使用QObject::deleteLater函數(shù))，然后QThread::quit，然后QThread::wait。

例如：

mywork.h

#ifndef MYWORK_H
#define MYWORK_H

#include <QThread>
#include <QDebug>
class MyWork : public QObject
{
 Q_OBJECT
public:

 ~MyWork() { qDebug() << __FUNCTION__ << endl; }
public slots:
 void workSlot()
 {
  while(1)
  {
   qDebug() << "Work begin" << endl;
   QThread::sleep(5);
   qDebug() << "work end" << endl;
  }
 }
 void otherWorkSlot()
 {
  qDebug() << "otherWork begin" << endl;
  QThread::sleep(5);
  qDebug() << "otherWork end" << endl;
 }


};

#endif // MYWORK_H

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H

#include <QWidget>
#include "mywork.h"

class Widget : public QWidget
{
 Q_OBJECT

public:
 Widget(QWidget *parent = 0);
 ~Widget();
private:
 QThread *_thread;
 MyWork * _myWork;
};

#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include <QPushButton>
#include "mywork.h"
#include <QThread>
#include <QHBoxLayout>

Widget::Widget(QWidget *parent)
 : QWidget(parent)
{
 _myWork = new MyWork;
 _thread = new QThread(this);
 _myWork->moveToThread(_thread);
 _thread->start();

 QPushButton *pb0 = new QPushButton("work", this);
 QPushButton *pb1 = new QPushButton("pb", this);
 QHBoxLayout *hBox = new QHBoxLayout(this);
 hBox->addWidget(pb0);
 hBox->addWidget(pb1);
 this->setLayout(hBox);

 /*發(fā)射信號(hào)給在另外一個(gè)線程的對(duì)象的隊(duì)列中*/
 connect(pb0, SIGNAL(clicked()), _myWork, SLOT(workSlot()));
 connect(pb1, SIGNAL(clicked()), _myWork, SLOT(otherWorkSlot()));

 /*推薦用法釋放內(nèi)存*/
 //connect(_thread, SIGNAL(finished()), _myWork, SLOT(deleteLater()));

}

Widget::~Widget()
{
 _myWork->deleteLater(); //一定要在QThread線程退出之前
 _thread->quit();
 _thread->wait();
}

3、Qt線程的同步

多線程在訪問同時(shí)一個(gè)資源，(例如：多個(gè)線程可操作的變量、函數(shù)等)，到底誰(shuí)來使用這個(gè)資源是一個(gè)問題，就像一大群人去搶同一塊蛋糕，可能其中一個(gè)人搶到，更有可能蛋糕被搶個(gè)稀爛。在多線程中，這個(gè)叫作競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)。那么我們需要定一個(gè)規(guī)則來約束每一個(gè)人，比如：每個(gè)人排隊(duì)來領(lǐng)蛋糕，這個(gè)在多線程中叫作同步方法。

需要注意的是，同步不是同時(shí)，而是有序進(jìn)行。

3.1、互斥鎖

Qt中的互斥鎖是QMutex，不繼承任何Qt基類，使用QMutex來鎖共享資源，哪個(gè)線程搶到鑰匙，哪個(gè)線程就有這個(gè)資源的使用權(quán)，其它線程等待這個(gè)線程使用完資源并歸還鑰匙，然后它們?cè)偃岃€匙。

例如：

QMutex mutex; //這對(duì)象一般定義在多個(gè)線程能訪問的地方
mutex.lock(); //多個(gè)線程調(diào)用這個(gè)函數(shù)去獲取鎖，沒有獲取到的線程，將阻塞等待在這個(gè)函數(shù)上。
mutex.unlock(); //釋放鎖

QMutex::lock函數(shù)會(huì)讓線程等待獲取鎖，如果不想等待，可以使用一下函數(shù)替換:

bool QMutex::tryLock(int timeout = 0)
/*
*參數(shù) int timeout:等到timeout毫秒，不管有沒獲取到鎖都返回，timeout為0時(shí)，直接返回。
*返回值 true代表獲取到鎖，false沒有獲取到
*/

有時(shí)候我們會(huì)忘記釋放鎖，Qt還為我們提供了管理鎖的類QMutexLocker

QMutex mutex;
void func()
{
 QMutexLocker locker(_mutex); //QMutexLocker最好實(shí)例化成棧對(duì)象，釋放之前將QMutex解鎖。 
}

以上例子，一旦func()執(zhí)行完成locker自動(dòng)釋放，釋放之前先解鎖。

3.2、信號(hào)量

互斥鎖保護(hù)的資源同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程能夠獲取使用權(quán)，有些資源是可以限定多個(gè)線程同時(shí)訪問，那么這個(gè)時(shí)候可以使用信號(hào)量。在Qt中信號(hào)量為QSemaphore。

QSemaphore sem(2) //初始化信號(hào)量為2
sem.acquire(); //信號(hào)量部位0的時(shí)候，調(diào)用這個(gè)函數(shù)會(huì)讓信號(hào)量-1，一旦信號(hào)量為零，阻塞等待
semaphore.release(); //使信號(hào)量+1

4、Qt定時(shí)器QTimer

定時(shí)器可以隔一段時(shí)間發(fā)出信號(hào)，通過接收這個(gè)信號(hào)來處理一些定時(shí)任務(wù)，需要注意的是，定時(shí)器并沒有開啟一個(gè)新線程。Qt中的定時(shí)器是QTimer繼承自QObject。

通過QTimer::start()來啟動(dòng)定時(shí)器

void start(int msec)
/*
*定時(shí)msec毫秒后，發(fā)射timeout()信號(hào)
*/

通過鏈接信號(hào)timeout()來處理一些定時(shí)任務(wù)，例如：

#include "dialog.h"
#include <QTimer>
#include <qdebug.h>
Dialog::Dialog(QWidget *parent)
 : QDialog(parent)
{
 QTimer *timer = new QTimer(this);
 connect(timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(doSomeThing()));
 timer->start(3000);
 
}
void Dialog::doSomeThing()
{
 qDebug() << __FUNCTION__ << endl;
}

Dialog::~Dialog()
{

}

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