大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。
第一种方法:
使用QObject实现多线的方法见:http://blog.csdn.net/czyt1988/article/details/71194457
1.摘要
Qt有两种多线程的方法,其中一种是继承QThread的run函数,另外一种是把一个继承于QObject的类转移到一个Thread里。
Qt4.8之前都是使用继承QThread的run这种方法,但是Qt4.8之后,Qt官方建议使用第二种方法。两种方法区别不大,用起来都比较方便,但继承QObject的方法更加灵活。这里要记录的是如何正确的创建一个线程,特别是如何正确的退出一个线程。
本文先介绍QThread的普通用法,这个用法可能网上很多文章都介绍过,如果已经了解大可跳过此节,本文重点介绍线程退出的几种方法,根据需求正确的创建和退出线程等问题。
2.Qt多线程方法1 继承QThread
在使用继承QThread
的run
方法之前需要了解一条规则:
QThread
只有run
函数是在新线程里的,其他所有函数都在QThread
生成的线程里
QThread
只有run
函数是在新线程里的 QThread
只有run
函数是在新线程里的 QThread
只有run
函数是在新线程里的
重要的事情说3遍!!!
,如果QThread
是在ui所在的线程里生成,那么QThread
的其他非run
函数都是和ui线程一样的,所以,QThread
的继承类的其他函数尽量别要有太耗时的操作,要确保所有耗时的操作都在run
函数里。
在UI线程下调用QThread
的非run
函数(其实也不应该直接调用run
函数,而应该使用start函数),和执行普通函数无区别,这时,如果这个函数要对QThread
的某个变量进行变更,而这个变量在run
函数里也会被用到,这时就需要注意加锁的问题,因为可能这个变量前几毫秒刚刚在run中调用,再调用时已经被另外的线程修改了。
2.1写一个继承于QThread
的线程
本文的重点不是教会你继承run
写一个多线程,任何有编程基础的5分钟就能学会使用QThread
的方法,本文真正要讲的是后面那几节,如如何安全的退出一个线程,如何开启一个临时线程,运行结束马上关闭等问题。如果你对QThread
有初步了解,那么可以略过这节,但你最好看看这节后面提出的几个问题。
任何继承于QThread
的线程都是通过继承QThread
的run
函数来实现多线程的,因此,必须重写QThread
的run
函数,把复杂逻辑写在QThread
的run
函数中。
看看一个普通继承QThread
的例子:
头文件:
#ifndef THREADFROMQTHREAD_H
#define THREADFROMQTHREAD_H
#include <QThread>
class ThreadFromQThread : public QThread
{
Q_OBJECT
signals:
void message(const QString& info);
void progress(int present);
public:
ThreadFromQThread(QObject* par);
~ThreadFromQThread();
void setSomething();
void getSomething();
void setRunCount(int count);
void run();
void doSomething();
private:
int m_runCount;
};
#endif // THREADFROMQTHREAD_H
cpp文件:
#include "ThreadFromQThread.h"
#include <QDebug>
ThreadFromQThread::ThreadFromQThread(QObject* par) : QThread(par)
,m_runCount(20)
{
}
ThreadFromQThread::~ThreadFromQThread()
{
qDebug() << "ThreadFromQThread::~ThreadFromQThread()";
}
void ThreadFromQThread::setSomething()
{
msleep(500);
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
}
void ThreadFromQThread::getSomething()
{
msleep(500);
emit message(QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId()));
}
void ThreadFromQThread::setRunCount(int count)
{
m_runCount = count;
emit message(QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId()));
}
void ThreadFromQThread::run()
{
int count = 0;
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FILE__).arg(__FUNCTION__).arg((int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
while(1)
{
sleep(1);
++count;
emit progress(((float)count / m_runCount) * 100);
emit message(QString("ThreadFromQThread::run times:%1").arg(count));
doSomething();
if(m_runCount == count)
{
break;
}
}
}
void ThreadFromQThread::doSomething()
{
msleep(500);
emit message(QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId()));
}
这个简单的例子有一个Qt类常见的内容,包含了普通方法,信号槽,和一个run
函数。这里函数setSomething();
进行了500ms的延迟,getSomething
同理。这是为了验证在QThread::run()
之外调用QThread成员函数不会运行在新线程里。
上面代码用到了QThread::currentThreadId()
这是一个静态函数,用于返回当前线程句柄,这个值除了区分以外没有别的用处。
为了验证这个线程,编写一个简单的界面,这个界面主要用于验证如下几个问题:、
– 在UI线程调用setSomething();
函数和getSomething();
函数会不会卡顿?
– 在UI线程调用QThread::quit()
或QThread::exit()
函数会不会停止线程?
– 在UI线程调用QThread::terminate
函数会不会停止线程?
– 如何正确的退出线程?
2.2 QThread的几个函数quit、exit、terminate函数
为了验证上面这些,编写一个简单的界面如下图所示:
#include "Widget.h"
#include "ui_Widget.h"
#include "ThreadFromQThread.h"
#include <QDebug>
Widget::Widget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::Widget)
{
ui->setupUi(this);
//控件初始化
ui->progressBar->setRange(0,100);
ui->progressBar->setValue(0);
ui->progressBar_heart->setRange(0,100);
ui->progressBar_heart->setValue(0);
//按钮的信号槽关联
connect(ui->pushButton_qthread1,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQThreadClicked);
connect(ui->pushButton_qthread1_setSomething,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthread1SetSomethingClicked);
connect(ui->pushButton_qthread1_getSomething,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthread1GetSomethingClicked);
connect(ui->pushButton_qthreadQuit,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthreadQuitClicked);
connect(ui->pushButton_qthreadTerminate,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthreadTerminateClicked);
connect(ui->pushButton_qthreadExit,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQThreadExitClicked);
connect(ui->pushButton_doSomthing,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQThreadDoSomthingClicked);
connect(ui->pushButton_qthreadRunLocal,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQThreadRunLoaclClicked);
//
connect(ui->pushButton_qobjectStart,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonObjectMove2ThreadClicked);
connect(ui->pushButton_objQuit,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonObjectQuitClicked);
//
connect(&m_heart,&QTimer::timeout,this,&Widget::heartTimeOut);
m_heart.setInterval(100);
//全局线程的创建
m_thread = new ThreadFromQThread(this);
connect(m_thread,&ThreadFromQThread::message
,this,&Widget::receiveMessage);
connect(m_thread,&ThreadFromQThread::progress
,this,&Widget::progress);
connect(m_thread,&QThread::finished
,this,&Widget::onQThreadFinished);
m_heart.start();
}
Widget::~Widget()
{
qDebug() << "start destroy widget";
m_thread->stopImmediately();//由于此线程的父对象是Widget,因此退出时需要进行判断
m_thread->wait();
delete ui;
qDebug() << "end destroy widget";
}
void Widget::onButtonQThreadClicked()
{
ui->progressBar->setValue(0);
if(m_thread->isRunning())
{
return;
}
m_thread->start();
}
void Widget::progress(int val)
{
ui->progressBar->setValue(val);
}
void Widget::receiveMessage(const QString &str)
{
ui->textBrowser->append(str);
}
void Widget::heartTimeOut()
{
static int s_heartCount = 0;
++s_heartCount;
if(s_heartCount > 100)
{
s_heartCount = 0;
}
ui->progressBar_heart->setValue(s_heartCount);
}
void Widget::onButtonQthread1SetSomethingClicked()
{
m_thread->setSomething();
}
void Widget::onButtonQthread1GetSomethingClicked()
{
m_thread->getSomething();
}
void Widget::onButtonQthreadQuitClicked()
{
ui->textBrowser->append("m_thread->quit() but not work");
m_thread->quit();
}
void Widget::onButtonQthreadTerminateClicked()
{
m_thread->terminate();
}
void Widget::onButtonQThreadDoSomthingClicked()
{
m_thread->doSomething();
}
void Widget::onButtonQThreadExitClicked()
{
m_thread->exit();
}
void Widget::onQThreadFinished()
{
ui->textBrowser->append("ThreadFromQThread finish");
}
界面为上面提到的几个问题提供了按钮, 界面有一个心跳进度条,它是主程序的定时器控制,每100ms触发用于证明主程序的ui线程没有卡死。第二个进度条由线程控制。
点击”QThread run”按钮,触发onButtonQThreadClicked
槽,子线程会运行,子线程运行起来后,会打印
../QtThreadTest/ThreadFromQThread.cpp->run,thread id:2900388672
可以确定线程运行的id是2900388672
子线程是个循环,每次循环都会有打印信息:
ThreadFromQThread::run times:1
doSomething->../QtThreadTest/ThreadFromQThread.cpp,thread id:2900388672
ThreadFromQThread::run times:2
doSomething->../QtThreadTest/ThreadFromQThread.cpp,thread id:2900388672
doSomething
是在run
函数里调用,其线程id是2900388672,可见这时doSomething
函数是运行在子线程里的。
这时,我在界面点击getSomething
,setSomething
,doSomething
会打印:
getSomething->../QtThreadTest/ThreadFromQThread.cpp,thread id:3021526784
setSomething->../QtThreadTest/ThreadFromQThread.cpp,thread id:3021526784
doSomething->../QtThreadTest/ThreadFromQThread.cpp,thread id:3021526784
说明在非run函数里调用QThread的成员函数,并不是在线程里运行(3021526784是widget所在线程)
这时我点击quit
,thread并没进行任何处理,QThread在不调用exec()
情况下是exit
函数和quit
函数是没有作用的。
m_thread->quit() but not work
点击terminate按钮,线程马上终止,打印:
ThreadFromQThread finish
动态图如下图所示:
因此可以看出quit
和exit
函数都不会中途终端线程,要马上终止一个线程可以使用terminate
函数,但这个函数存在非常不安定因素,不推荐使用。那么如何安全的终止一个线程呢?
2.3 正确的终止一个线程
最简单的方法是添加一个bool变量,通过主线程修改这个bool变量来进行终止,但这样有可能引起访问冲突,需要加锁
我们需要在原来的头文件加上如下语句:
#include <QMutex>
class ThreadFromQThread : public QThread
{
...........
public slots:
void stopImmediately();
private:
QMutex m_lock;
bool m_isCanRun;
.........
};
run函数需要进行修改:
void ThreadFromQThread::stopImmediately()
{
QMutexLocker locker(&m_lock);
m_isCanRun = false;
}
void ThreadFromQThread::run()
{
int count = 0;
m_isCanRun = true;//标记可以运行
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FILE__).arg(__FUNCTION__).arg((unsigned int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
while(1)
{
sleep(1);
++count;
emit progress(((float)count / m_runCount) * 100);
emit message(QString("ThreadFromQThread::run times:%1").arg(count));
doSomething();
if(m_runCount == count)
{
break;
}
{
QMutexLocker locker(&m_lock);
if(!m_isCanRun)//在每次循环判断是否可以运行,如果不行就退出循环
{
return;
}
}
}
}
QMutexLocker
可以安全的使用QMutex,以免忘记解锁(有点类似std::unique_ptr),这样每次循环都会看看是否要马上终止。
在线程需要马上退出时,可以在外部调用stopImmediately()
函数终止线程,之前的例子可以知道,由于在主线程调用QThread非run()
函数的函数都是在主线程运行,因此,在主线程调用类似m_thread->stopImmediately()
会几乎马上把线程的成员变量m_isCanRun
设置为false(面对多线程问题要用面向过程的思维思考),因此在子线程的run
函数的循环中遇到m_isCanRun
的判断后就会退出run
函数,继承QThread的函数在运行完run
函数后就视为线程完成,会发射finish
信号。
2.4 如何正确启动一个线程
线程的启动有几种方法,这几种方法设计到它的父对象归属问题,和如何删除他的问题。首先要搞清楚这个线程是否和UI的生命周期一致,直到UI结束线程才结束,还是这个线程只是临时生成,等计算完成就销毁。
第一种情况的线程在创建时会把生成线程的窗体作为它的父对象,这样窗体结束时会自动析构线程的对象。但这时候要注意一个问题,就是窗体结束时线程还未结束如何处理,如果没有处理这种问题,你会发现关闭窗口时会导致程序崩溃。往往这种线程是一个监控线程,如监控某个端口的线程。为了好区分,暂时叫这种叫全局线程,它在UI的生命周期中都存在。
第二种情况是一种临时线程,这种线程一般是突然要处理一个大计算,为了不让UI假死需要触发的线程,这时需要注意一个问题,就是在线程还没计算完成,用户突然终止或变更时如何处理,这种线程往往更多见且更容易出错,如打开一个大文件,显示一个大图片,用户可能看一个大图片还没等图片处理完成又切换到下一个图片,这时绘图线程要如何处理才能顺利解决?为了好区分,暂时叫这种叫局部线程,它在UI的生命周期中仅仅是某时刻才会触发,然后销毁。
这就涉及到如何终止正在执行的线程这个问题!
2.4.1正确的启动一个全局线程(和UI一直存在的线程)
我发现大部分网上的教程都是教你创建一个全局的线程,但往往这种线程用的不多,也比较好管理,需要注意的是程序退出时对线程的处理问题。
在ui的头文件中声明一个线程的指针
widget.h:
ThreadFromQThread* m_thread;
wodget.cpp:
class Widget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit Widget(QWidget *parent = 0);
~Widget();
private slots:
void onButtonQThreadClicked();
void onButtonQthread1SetSomethingClicked();
void onButtonQthread1GetSomethingClicked();
void onButtonQthreadQuitClicked();
void onButtonQthreadTerminateClicked();
void onButtonQThreadDoSomthingClicked();
void onQThreadFinished();
......
void progress(int val);
void receiveMessage(const QString& str);
void heartTimeOut();
private:
Ui::Widget *ui;
ThreadFromQThread* m_thread;
QTimer m_heart;
......
};
先看窗体生成的构造函数
Widget::Widget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::Widget)
,m_objThread(NULL)
{
ui->setupUi(this);
//控件初始化
ui->progressBar->setRange(0,100);
ui->progressBar->setValue(0);
ui->progressBar_heart->setRange(0,100);
ui->progressBar_heart->setValue(0);
//按钮的信号槽关联
connect(ui->pushButton_qthread1,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQThreadClicked);
connect(ui->pushButton_qthread1_setSomething,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthread1SetSomethingClicked);
connect(ui->pushButton_qthread1_getSomething,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthread1GetSomethingClicked);
connect(ui->pushButton_qthreadQuit,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthreadQuitClicked);
connect(ui->pushButton_qthreadTerminate,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQthreadTerminateClicked);
connect(ui->pushButton_doSomthing,&QPushButton::clicked
,this,&Widget::onButtonQThreadDoSomthingClicked);
//心跳的关联
connect(&m_heart,&QTimer::timeout,this,&Widget::heartTimeOut);
m_heart.setInterval(100);
//全局线程的创建
//全局线程创建时可以把窗体指针作为父对象
m_thread = new ThreadFromQThread(this);
//关联线程的信号和槽
connect(m_thread,&ThreadFromQThread::message
,this,&Widget::receiveMessage);//
connect(m_thread,&ThreadFromQThread::progress
,this,&Widget::progress);
connect(m_thread,&QThread::finished
,this,&Widget::onQThreadFinished);
//UI心跳开始
m_heart.start();
}
由于是全局存在的线程,因此在窗体创建时就创建线程,可以把线程的父对象设置为窗体,这时需要注意,别手动delete线程指针。用于你的QThread是在Qt的事件循环里面,手动delete会发生不可预料的意外。理论上所有QObject都不应该手动delete,如果没有多线程,手动delete可能不会发生问题,但是多线程情况下delete非常容易出问题,那是因为有可能你要删除的这个对象在Qt的事件循环里还排队,但你却已经在外面删除了它,这样程序会发生崩溃。
如果你确实要删除,请参阅void QObject::deleteLater () [slot]
这个槽,这个槽非常有用,尤其是对局部线程来说。后面会经常用到它用于安全的结束线程。
在需要启动线程的地方调用start
函数即可启动线程。
void Widget::onButtonQThreadClicked()
{
ui->progressBar->setValue(0);
if(m_thread->isRunning())
{
return;
}
m_thread->start();
}
如果线程已经运行,你重复调用start
其实是不会进行任何处理。
一个全局线程就那么简单,要用的时候start
一下就行。真正要注意的是如何在ui结束时把线程安全退出。
在widget的析构函数应该这样写:
Widget::~Widget()
{
qDebug() << "start destroy widget";
m_thread->stopImmediately();
m_thread->wait();
delete ui;
qDebug() << "end destroy widget";
}
这里要注意的是m_thread->wait();
这一句,这一句是主线程等待子线程结束才能继续往下执行,这样能确保过程是单一往下进行的,也就是不会说子线程还没结束完,主线程就destrioy掉了(m_thread
的父类是主线程窗口,主线程窗口如果没等子线程结束就destroy的话,会顺手把m_thread
也delete
这时就会奔溃了),因此wait
的作用就是挂起,一直等到子线程结束。
还有一种方法是让QThread自己删除自己,就是在new线程时,不指定父对象,通过绑定void QObject::deleteLater () [slot]
槽让它自动释放。这样在widget析构时可以免去m_thread->wait();
这句。
2.4.2 如何启动一个局部线程(用完即释放的线程)
启动一个局部线程(就是运行完自动删除的线程)方法和启动全局线程差不多,但要关联多一个槽函数,就是之前提到的void QObject::deleteLater () [slot]
,这个槽函数是能安全释放线程资源的关键(直接delete thread指针不安全)。
简单的例子如下:
void Widget::onButtonQThreadRunLoaclClicked()
{
//局部线程的创建的创建
ThreadFromQThread* thread = new ThreadFromQThread(NULL);//这里父对象指定为NULL
connect(thread,&ThreadFromQThread::message
,this,&Widget::receiveMessage);
connect(thread,&ThreadFromQThread::progress
,this,&Widget::progress);
connect(thread,&QThread::finished
,this,&Widget::onQThreadFinished);
connect(thread,&QThread::finished
,thread,&QObject::deleteLater);//线程结束后调用deleteLater来销毁分配的内存
thread->start();
}
这个例子还是启动之前的线程,但不同的是:
– new ThreadFromQThread(NULL);
并没有给他指定父对象
– connect(thread,&QThread::finished ,thread,&QObject::deleteLater);
线程结束后调用deleteLater来销毁分配的内存。
再线程运行完成,发射finished信号后会调用deleteLater
函数,在确认消息循环中没有这个线程的对象后会销毁。
但是要注意避免重复点按钮重复调用线程的情况,对于一些需求,线程开启后再点击按钮不会再重新生成线程,一直等到当前线程执行完才能再次点击按钮,这种情况很好处理,加个标记就可以实现,也一般比较少用。
另外更多见的需求是,再次点击按钮,需要终结上次未执行完的线程,重新执行一个新线程。这种情况非常多见,例如一个普通的图片浏览器,都会有下一张图和上一张图这种按钮,浏览器加载图片一般都在线程里执行(否则点击超大图片时图片浏览器会类似卡死的状态),用户点击下一张图片时需要终止正在加载的当前图片,加载下一张图片。你不能要求客户要当前图片加载完才能加载下一张图片,这就几乎沦为单线程了。这时候,就需要终止当前线程,开辟新线程加载下一个图片。
这时,上面的函数将会是大概这个样子的
UI的头文件需要一个成员变量记录正在运行的线程
private slots:
void onLocalThreadDestroy(QObject* obj);
private:
QThread* m_currentRunLoaclThread;
运行生成临时线程的函数将变为
void Widget::onButtonQThreadRunLoaclClicked()
{
//局部线程的创建的创建
if(m_currentRunLoaclThread)
{
m_currentRunLoaclThread->stopImmediately();
}
ThreadFromQThread* thread = new ThreadFromQThread(NULL);
connect(thread,&ThreadFromQThread::message
,this,&Widget::receiveMessage);
connect(thread,&ThreadFromQThread::progress
,this,&Widget::progress);
connect(thread,&QThread::finished
,this,&Widget::onQThreadFinished);
connect(thread,&QThread::finished
,thread,&QObject::deleteLater);//线程结束后调用deleteLater来销毁分配的内存
connect(thread,&QObject::destroyed,this,&Widget::onLocalThreadDestroy);
thread->start();
m_currentRunLoaclThread = thread;
}
void Widget::onLocalThreadDestroy(QObject *obj)
{
if(qobject_cast<QObject*>(m_currentRunLoaclThread) == obj)
{
m_currentRunLoaclThread = NULL;
}
}
这里一个临时变量记录当前正在运行的局部线程,由于线程结束时会销毁自己,因此要通知主线程把这个保存线程指针的临时变量设置为NULL
因此用到了QObject::destroyed
信号,在线程对象析构时通知UI把m_currentRunLoaclThread
设置为nullptr;
3. 继承QThread
的一些总结
-
QThread
只有run
函数是在新线程里的 -
在
QThread
执行start
函数之后,run
函数还未运行完毕,再次start
会出现什么后果?
答案是:不会发生任何结果,QThread
还是继续执行它的run
函数,run
函数不会被重新调用。虽然在线程未结束时调用start
不会出现什么结果,但为了谨慎起见,还是建议在start之前进行判断:
void Widget::onButtonQThreadClicked()
{
ui->progressBar->setValue(0);
if(m_thread->isRunning())
{
return;
}
m_thread->start();
}
这种调用方法估计了解过QThread的都知道
- 在线程运行过程调用quit函数有什么效果
答案是:不会发生任何效果,QThread
不会因为你调用quit函数而退出正在运行到一半的run,正确退出线程的方法上面有介绍。那quit到底有什么用的呢,这要到下篇才能看出它的作用。使用moveToThread方法执行多线程时,这个函数将有大作用。
-
程序在退出时要判断各线程是否已经退出,没退出的应该让它终止
如果不进行判断,很可能程序退出时会崩溃。如果线程的父对象是窗口对象,那么在窗体的析构函数中,还需要调用wait
函数等待线程完全结束再进行下面的析构。 -
善用
QObject::deleteLater
和QObject::destroyed
来进行内存管理
由于多线程环境你不可预料下一步是哪个语句执行,因此,加锁和自动删除是很有用的工具,加锁是通过效率换取安全,用Qt的信号槽系统可以更有效的处理这些问题。
//
第二种方法:
现在Qt官方并不是很推荐继承QThread
来实现多线程方法,而是极力推崇继承QObject
的方法来实现,当然用哪个方法实现要视情况而定,别弄错了就行,估计Qt如此推崇继承QObject
的方法可能是QThread
太容易用错的原因。
1. 前言
上一篇介绍了传统的多线程使用方法——继承QThread
来实现多线程,这也是很多框架的做法(MFC),但Qt还有一种多线程的实现方法,比直接继承QThread
更为灵活,就是直接继承QObject
实现多线程。
QObject
是Qt框架的基本类,但凡涉及到信号槽有关的类都是继承于QObject
。QObject
是一个功能异常强大的类,它提供了Qt关键技术信号和槽的支持以及事件系统的支持,同时它提供了线程操作的接口,也就是QObject
是可以选择不同的线程里执行的。
QObject
的线程转移函数是:void moveToThread(QThread * targetThread)
,通过此函数可以把一个顶层Object(就是没有父级)转移到一个新的线程里。
QThread
非常容易被新手误用,主要是QThread
自身并不生存在它run
函数所在的线程,而是生存在旧的线程中,此问题在上一篇重点描述了。由于QThread的这个特性,导致在调用QThread
的非run
函数容易在旧线程中执行,因此人们发现了一个新的魔改QThread
的方法:
人们发现,咦,QThread
也继承QObject
,QObject
有个函数void moveToThread(QThread * targetThread)
可以把Object的运行线程转移,那么:(下面是非常不推荐的魔改做法,别用此方法):
class MyThread : public QThread{
public:
MyThread ()
{
moveToThread(this);
}
……
};
直接把MyThread整个转移到MyThread的新线程中,MyThread
不仅run
,其它函数也在新线程里了。这样的确可以运行正常,但这并不是QThread
设计的初衷,Qt还专门发过一篇文章来吐槽这个做法。
在Qt4.8之后,Qt多线程的写法最好还是通过QObject
来实现,和线程的交互通过信号和槽(实际上其实是通过事件)联系。
2.继承QObject的多线程实现
用QObject
来实现多线程有个非常好的优点,就是默认就支持事件循环(Qt的许多非GUI类也需要事件循环支持,如QTimer
、QTcpSocket
),QThread
要支持事件循环需要在QThread::run()
中调用QThread::exec()
来提供对消息循环的支持,否则那些需要事件循环支持的类都不能正常发送信号,因此如果要使用信号和槽,那就直接使用QObject
来实现多线程。
2.1 创建及销毁线程
继承QObject
多线程的方法线程的创建很简单,只要让QThread
的start
函数运行起来就行,但是需要注意销毁线程的方法 在线程创建之后,这个QObject
的销毁不应该在主线程里进行,而是通过deleteLater
槽进行安全的销毁,因此,继承QObject
多线程的方法在创建时有几个槽函数需要特别关注:
- 一个是
QThread
的finished
信号对接QObject
的deleteLater
使得线程结束后,继承QObject
的那个多线程类会自己销毁 - 另一个是
QThread
的finished
信号对接QThread
自己的deleteLater
,这个不是必须,下面官方例子就没这样做
看看Qt官方文档的例子:
class Worker : public QObject
{
Q_OBJECT
public slots:
void doWork(const QString ¶meter) {
QString result;
/* ... here is the expensive or blocking operation ... */
emit resultReady(result);
}
signals:
void resultReady(const QString &result);
};
class Controller : public QObject
{
Q_OBJECT
QThread workerThread;
public:
Controller() {
Worker *worker = new Worker;
worker->moveToThread(&workerThread);
connect(&workerThread, &QThread::finished, worker, &QObject::deleteLater);
connect(this, &Controller::operate, worker, &Worker::doWork);
connect(worker, &Worker::resultReady, this, &Controller::handleResults);
workerThread.start();
}
~Controller() {
workerThread.quit();
workerThread.wait();
}
public slots:
void handleResults(const QString &);
signals:
void operate(const QString &);
};
使用QObject
创建多线程的方法如下:
- 写一个继承
QObject
的类,对需要进行复杂耗时逻辑的入口函数声明为槽函数 - 此类在旧线程new出来,不能给它设置任何父对象
- 同时声明一个
QThread
对象,在官方例子里,QThread
并没有new
出来,这样在析构时就需要调用QThread::wait()
,如果是堆分配的话, 可以通过deleteLater
来让线程自杀 - 把obj通过
moveToThread
方法转移到新线程中,此时object已经是在线程中了 - 把线程的
finished
信号和object的deleteLater
槽连接,这个信号槽必须连接,否则会内存泄漏 - 正常连接其他信号和槽(在连接信号槽之前调用
moveToThread
,不需要处理connect
的第五个参数,否则就显示声明用Qt::QueuedConnection来连接) - 初始化完后调用’QThread::start()’来启动线程
- 在逻辑结束后,调用
QThread::quit
退出线程的事件循环
使用QObject
来实现多线程比用继承QThread
的方法更加灵活,整个类都是在新的线程中,通过信号槽和主线程传递数据,前篇文章的例子用继承QObject
的方法实现的话,代码如下:
头文件(ThreadObject.h):
#include <QObject>
#include <QMutex>
class ThreadObject : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
ThreadObject(QObject* parent = NULL);
~ThreadObject();
void setRunCount(int count);
void stop();
signals:
void message(const QString& info);
void progress(int present);
public slots:
void runSomeBigWork1();
void runSomeBigWork2();
private:
int m_runCount;
int m_runCount2;
bool m_isStop;
QMutex m_stopMutex;
};
cpp文件(ThreadObject.cpp):
#include "ThreadObject.h"
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include <QMutexLocker>
#include <QElapsedTimer>
#include <limits>
ThreadObject::ThreadObject(QObject *parent):QObject(parent)
,m_runCount(10)
,m_runCount2(std::numeric_limits<int>::max())
,m_isStop(true)
{
}
ThreadObject::~ThreadObject()
{
qDebug() << "ThreadObject destroy";
emit message(QString("Destroy %1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId()));
}
void ThreadObject::setRunCount(int count)
{
m_runCount = count;
emit message(QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId()));
}
void ThreadObject::runSomeBigWork1()
{
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
m_isStop = false;
}
int count = 0;
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FILE__).arg(__FUNCTION__).arg((int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
int process = 0;
while(1)
{
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
if(m_isStop)
return;
}
if(m_runCount == count)
{
break;
}
sleep(1);
int pro = ((float)count / m_runCount) * 100;
if(pro != process)
{
process = pro;
emit progress(((float)count / m_runCount) * 100);
emit message(QString("Object::run times:%1,m_runCount:%2").arg(count).arg(m_runCount2));
}
++count;
}
}
void ThreadObject::runSomeBigWork2()
{
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
m_isStop = false;
}
int count = 0;
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FILE__).arg(__FUNCTION__).arg((int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
int process = 0;
QElapsedTimer timer;
timer.start();
while(1)
{
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
if(m_isStop)
return;
}
if(m_runCount2 == count)
{
break;
}
int pro = ((float)count / m_runCount2) * 100;
if(pro != process)
{
process = pro;
emit progress(pro);
emit message(QString("%1,%2,%3,%4")
.arg(count)
.arg(m_runCount2)
.arg(pro)
.arg(timer.elapsed()));
timer.restart();
}
++count;
}
}
void ThreadObject::stop()
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
emit message(QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FUNCTION__).arg(__FILE__).arg((int)QThread::currentThreadId()));
m_isStop = true;
}
这个Object有两个耗时函数work1和work2,这两个耗时函数的调用都是通过槽函数触发,同时为了能及时打断线程,添加了一个stop函数,stop函数不是通过信号槽触发,因此需要对数据进行保护,这里用了互斥锁对一个bool变量进行了保护处理,当然会失去一些性能。
主界面的头文件(截取部分代码):
#include <QWidget>
#include <QTimer>
class ThreadFromQThread;
class ThreadObject;
namespace Ui {
class Widget;
}
class Widget : public QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit Widget(QWidget *parent = 0);
~Widget();
signals:
void startObjThreadWork1();
void startObjThreadWork2();
private slots:
……
void onButtonObjectMove2ThreadClicked();
void onButtonObjectMove2Thread2Clicked();
void onButtonObjectQuitClicked();
void onButtonObjectThreadStopClicked();
void progress(int val);
void receiveMessage(const QString& str);
void heartTimeOut();
private:
void startObjThread();
private:
Ui::Widget *ui;
……
ThreadObject* m_obj;
QThread* m_objThread;
};
cpp文件
Widget::~Widget()
{
qDebug() << "start destroy widget";
if(m_objThread)
{
m_objThread->quit();
}
m_objThread->wait();
qDebug() << "end destroy widget";
}
//创建线程
void Widget::startObjThread()
{
if(m_objThread)
{
return;
}
m_objThread= new QThread();
m_obj = new ThreadObject();
m_obj->moveToThread(m_objThread);
connect(m_objThread,&QThread::finished,m_objThread,&QObject::deleteLater);
connect(m_objThread,&QThread::finished,m_obj,&QObject::deleteLater);
connect(this,&Widget::startObjThreadWork1,m_obj,&ThreadObject::runSomeBigWork1);
connect(this,&Widget::startObjThreadWork2,m_obj,&ThreadObject::runSomeBigWork2);
connect(m_obj,&ThreadObject::progress,this,&Widget::progress);
connect(m_obj,&ThreadObject::message,this,&Widget::receiveMessage);
m_objThread->start();
}
//调用线程的runSomeBigWork1
void Widget::onButtonObjectMove2ThreadClicked()
{
if(!m_objThread)
{
startObjThread();
}
emit startObjThreadWork1();//主线程通过信号换起子线程的槽函数
ui->textBrowser->append("start Obj Thread work 1");
}
//调用线程的runSomeBigWork2
void Widget::onButtonObjectMove2Thread2Clicked()
{
if(!m_objThread)
{
startObjThread();
}
emit startObjThreadWork2();//主线程通过信号换起子线程的槽函数
ui->textBrowser->append("start Obj Thread work 2");
}
//调用线程的中断
void Widget::onButtonObjectThreadStopClicked()
{
if(m_objThread)
{
if(m_obj)
{
m_obj->stop();
}
}
}
创建线程和官方例子差不多,区别是QThread
也是用堆分配,这样,让QThread自杀的槽就一定记得加上,否则QThread
就逍遥法外了。
connect(m_objThread,&QThread::finished,m_objThread,&QObject::deleteLater);
3.加锁对性能的影响
上例的runSomeBigWork2
中,让一个int不停自加1,一直加到int的最大值,为了验证加锁和不加锁的影响,这里对加锁和不加锁运行了两次观察耗时的变化
void ThreadObject::runSomeBigWork2()
{
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
m_isStop = false;
}
int count = 0;
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FILE__).arg(__FUNCTION__).arg((int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
int process = 0;
QElapsedTimer timer;
timer.start();
while(1)
{
{
QMutexLocker locker(&m_stopMutex);
if(m_isStop)
return;
}
if(m_runCount2 == count)
{
break;
}
int pro = ((float)count / m_runCount2) * 100;
if(pro != process)
{
process = pro;
emit progress(pro);
emit message(QString("%1,%2,%3,%4")
.arg(count)
.arg(m_runCount2)
.arg(pro)
.arg(timer.elapsed()));
timer.restart();
}
++count;
}
}
结果如下:
这里没个横坐标的每%1进行了21474837次循环,由统计图可见,Debug模式下使用了锁后性能下降4倍,Release模式下下降1.5倍的样子
# 3.总结
- 如果线程要用到消息循环,使用继承
QObject
的多线程方法更简单 - 继承
QObject
的多线程不能指定父对象 - 把所有耗时操作都作为槽函数
- QMutex会带来一定的耗时,大概速度会降低1.5倍(Release模式).
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