Qt多线程-QThread

介绍

QThread是Qt提供的线程类，每一个QThread均可管理一个线程。

其具有两种使用方式：1、继承为QThread的子类；2、继承为QObject的子类，并使用QObject::moveToThread将此对象移到线程中运行

QThread提供了如下基本函数：

线程启动：start()运行一次

线程终止：terminate 终止线程，强制终止线程但会依据操作系统的调度策略，可能不是立即终止，最好用wait等待
quit退出线程，也可以调用exit，效果相同，会正常终止线程。

线程状态查询：isRunning是否正在运行,isFinished是否运行完成

线程状态信号：started线程启动时发出，finished线程结束时发出

其他：wait阻塞方式等待线程结束，调用此函数会将调用指令所在函数阻塞

建议对finished信号建立对应槽，实现线程结束后操作，而不是使用wait等待

更多详细说明见官方文档

线程优先级

start函数有一个参数是线程优先级，此处使用的默认参数，若未设置也可以调用setPriority函数设置优先级，优先级分为以下几类：

线程休眠

sleep秒休眠、msleep毫秒休眠、usleep微秒休眠

基本使用

建立QThread子类法

//mythread.h
#pragma once
#include <QThread>
#include <QDebug>
class MyThread : public QThread {
    Q_OBJECT
protected:
    void run() {
        while(1) {
            num++;
            qDebug()<<num<<"thread start:"<<QThread::currentThreadId();
            msleep(500);
            qDebug()<<num<<"thread end:"<<QThread::currentThreadId();
        }
    }
private:
    int num = 0;
};
//main.cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include "mythread.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug()<<"Main:"<<QThread::currentThreadId();
    MyThread m;
    m.start();
    QThread::sleep(5);
    m.terminate();
    m.wait();
    return 0;
}

上述代码测试了线程启动、强制停止以及currentthreadid获取当前线程id。

还可以使用currentthread获取当前线程指针函数

上述使用terminate强制关闭线程，此行为不建议使用，安全结束方式请见https://www.coologic.cn/2017/12/599/

moveToThread方法

#pragma once
#include <QThread>
#include <QDebug>
class MyThread : public QObject {
    Q_OBJECT
public slots://注意要用槽函数
    void start() {
            qDebug()<<"thread end:"<<QThread::currentThreadId();
    }
};
#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include "mythread.h"
int main(int argc, char *argv[]) {
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug()<<"Main:"<<QThread::currentThreadId();
    QThread thread;
    MyThread m;
    m.moveToThread(&thread);
    QObject::connect(&thread,SIGNAL(started()),&m,SLOT(start()));
    thread.start();
    return 0;
}

线程同步

QMutex互斥量

帮助文档

通过lock,unlock实现加锁、解锁

使用tryLock尝试加锁，会返回加锁成功与否，同时可设置超时时间。

注意在lock以后，任意return前必须进行unlock，否则会造成死锁

QMutexLocker

建立一个QMutex，通过QMutexLocker locker(&mutex);可以实现对mutex的自动处理，后续不需要自行进行lock和unlock，避免多个return情况下出现遗忘。

帮助文档范例：

只是用QMutex的代码：

int complexFunction(int flag) {
    mutex.lock();

    int retVal = 0;

    switch (flag) {
    case 0:
    case 1:
        retVal = moreComplexFunction(flag);
        break;
    case 2:  {
            int status = anotherFunction();
            if (status < 0) {
                mutex.unlock();
                return -2;
            }
            retVal = status + flag;
        }
        break;
    default:
        if (flag > 10) {
            mutex.unlock();
            return -1;
        }
        break;
    }

    mutex.unlock();
    return retVal;
}

使用QMutexLocker 代码

int complexFunction(int flag) {
    QMutexLocker locker(&mutex);
    int retVal = 0;
    switch (flag) {
    case 0:
    case 1:
        return moreComplexFunction(flag);
    case 2: {
            int status = anotherFunction();
            if (status < 0)
                return -2;
            retVal = status + flag;
        }
        break;
    default:
        if (flag > 10)
            return -1;
        break;
    }
    return retVal;
}

QReadWriteLock

使用QMutex无论对变量进行何种操作（读写）均会锁定变量，而实际上对于读取变量值并不需要等待，可以多个线程同时读取，此时使用QReadWriteLock可以实现多线程读，单线程写的操作。帮助文档

范例：

QReadWriteLock lock;
void ReaderThread::run() {
    ...
    lock.lockForRead();
    read_file();
    lock.unlock();
    ...
}

void WriterThread::run() {
    ...
    lock.lockForWrite();
    write_file();
    lock.unlock();
    ...
}

QReadLocker和QWriteLocker

对于QReadWriteLock，qt也提供了类似于QMutexLocker的类，提供了对QReadWriteLock对象的托管，具体请见官方文档：

QReadLocker???QWriteLocker

QSemaphore

帮助文档：http://doc.qt.io/qt-5/qsemaphore.html

Qt提供的信号量，相比于互斥量只能锁定一次，信号量可以获取多次，它可以用来保护一定数量的同种资源，可用于对缓冲区的管理。

QSemaphore sem(5);      // sem.available() == 5
sem.acquire(3);         // sem.available() == 2
sem.acquire(2);         // sem.available() == 0
sem.release(5);         // sem.available() == 5
sem.release(5);         // sem.available() == 10
sem.tryAcquire(1);      // sem.available() == 9, returns true
sem.tryAcquire(250);    // sem.available() == 9, returns false

QWaitCondition

帮助文档：http://doc.qt.io/qt-5/qwaitcondition.html

提供了wait和wake方法，不光操作信号量还会主动唤醒其他线程，而且同一个变量可以控制多个线程，通过wakeone系统会随机唤醒一个等待的线程，通过wakeall会唤醒所有。此类不可单独使用需要配合QReadWriteLock或者QMutex，需要作为参数传递给QWaitCondition。

其他

线程结束后自动销毁的方法

connect(&thread, SIGNAL(finished()), &thread, SLOT(deleteLater()));

直接将线程结束的信号与deleteLater槽连接即可，deleteLater是QObject的槽函数