【Qt】多线程

news/2024/5/19 11:25:32/文章来源:https://blog.csdn.net/GG_Bruse/article/details/137438821

一、常用API

二、线程安全

2.1 互斥锁

2.2 条件变量

2.3 信号量

在Qt中，多线程的处理一般是通过QThread类来实现

QThread代表一个在应用程序中可以独立控制的线程，也可以和进程中的其他线程共享数据。QThread对象管理程序中的一个控制线程

一、常用API

run()	线程入口函数
start()	通过调用run()函数开始执行线程，操作系统根据优先级参数调度线程若线程已在运行，该函数说明也不做
currentThread()	返回一个指向管理当前执行线程的QThread的指针
isRunning()	若线程正在运行返回true，否则返回false
sleep()/msleep()/usleep()	实现线程休眠，单位为秒/毫秒/微秒
wait()	阻塞线程，直到满足以下任何一个条件：与此QThread对象关联的线程已经完成执行（即当它从run()返回时），若线程已经完成，这个函数将返回true；若线程尚未启动，也返回true 已经过了几毫秒，若时间是ULONG_MAX（默认值），那么等待永远也不会超时（线程必须从run()返回）。若等待超时，此函数返回false 与POSIX pthread_join() 函数类似
terminate()	终止线程的执行。线程可以立即终止，也可以不立即终止，取决于操作系统的调度策略。在terminate()之后使用QThread::wait()来确保终止
finished()	当线程结束时会发出该信号，可以通过该信号来实现线程的清理工作

创建线程的步骤：

自定义一个类，继承于QThread，并且只有一个线程处理函数（和主线程不是同一个线程），这个线程处理函数主要就是重写父类中的 run()函数
线程处理函数里面写入需要执行的复杂数据处理
启动线程不能直接调用 run() 函数，需要使用对象来调用 start() 函数实现线程启动
线程处理函数执行结束后可以定义一个信号来告诉主线程
最后关闭线程

代码示例

新建 Qt 项目，设计UI界面如下：

新建一个类，继承于QThread类

thread.h

#ifndef THREAD_H
#define THREAD_H#include <QWidget>
#include <QThread>
#include <QTime>
#include <QDebug>class Thread : public QThread
{Q_OBJECT
public:Thread();
public:void run();//重写
signals:void sendTime(QString time);//声明信号函数
};#endif // THREAD_H

thread.cpp

#include "thread.h"Thread::Thread() {}void Thread::run()
{while(true){QString time = QTime::currentTime().toString("hh:mm:ss");qDebug() << time;emit sendTime(time);//发送信号sleep(1);}
}

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QWidget>
#include "thread.h"QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class Widget; }
QT_END_NAMESPACEclass Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();private slots:void startShow();void showTime(QString time);private:Ui::Widget *ui;Thread thread;//声明线程对象
};
#endif // WIDGET_H

widget.cpp

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);connect(ui->pushButton, &QPushButton::clicked, this, &Widget::startShow);connect(&thread, &Thread::sendTime, this, &Widget::showTime);
}Widget::~Widget()
{delete ui;
}void Widget::startShow()
{thread.start();
}void Widget::showTime(QString time)
{ui->label->setText(time);
}

注意：

线程函数内部不允许操作 UI 图形界面，一般用数据处理
connect() 函数第五个参数表的为连接的方式，只有在多线程时才有意义

二、线程安全

实现线程互斥和同步常用的类有：

互斥锁：QMutex、QMutexLocker
条件变量：QWaitCondition
信号量：QSemaphore
读写锁：QReadLocker、QWriteLocker、QReadWriteLock

2.1 互斥锁

互斥锁是一种保护和防止多个线程同时访问同一对象实例的方法，在Qt中，互斥锁主要是通过QMutex类来处理

QMutex

特点：QMutex是 Qt 框架提供的互斥锁类，用于保护共享资源的访问，实现线程间的互斥操作
用途：在多线程环境下，通过互斥锁来控制对共享数据的访问，确保线程安全

QMutex mutex;
mutex.lock(); //上锁
//访问共享资源
//...
mutex.unlock(); //解锁

QMutexLocker

特点：QMutexLocker是QMutex的辅助类，使用RAII（Resource Acquisition Is Initialization）方式对互斥锁进行上锁和解锁操作
用途：简化对互斥锁的上锁和解锁操作，避免忘记解锁、异常等问题导致的死锁

QMutex mutex;
{QMutexLocker locker(&mutex); //在作⽤域内⾃动上锁//访问共享资源//...
} //在作⽤域结束时⾃动解锁

QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker

特点：

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

用途：在某些情况下，多个线程可以同时读取共享数据，但只有一个线程能够进行写操作。读写锁提供了更高效的并发访问方式

QReadWriteLock rwLock; //在读操作中使⽤读锁
{QReadLocker locker(&rwLock); //在作⽤域内⾃动上读锁//读取共享资源//...
} //在作⽤域结束时⾃动解读锁//在写操作中使⽤写锁
{QWriteLocker locker(&rwLock); //在作⽤域内⾃动上写锁//修改共享资源//...
} //在作⽤域结束时⾃动解写锁