Qthraad 探讨

不想重新整理格式了(因为贴过来老是变乱)，直接贴Moinmoin的wiki格式，友好的格式可以看 http://hi.baidu.com/cyclone/blog/item/a33794ee00acba262cf53442.html



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[[http://hi.baidu.com/cyclone/blog/item/5fac3bc7ab1b90d1d10060f2.html | 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(这段话我们称为'''定理一'''吧)：

The run() implementation is for a thread what the main() entry point is for the application. All code executed in a call stack that starts in the run() 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：

{{{#!highlight cpp
class Thread:public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    Thread(QObject* parent=0):QThread(parent){}
public slots:
    void slot()
    {
        ...
    }
signals:
    void sig();
protected:
    void run()
    {
    ...
    }
};

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？

你想说主线程，但又心有不甘，对么？

== 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)

下面的列表，我们暂称为'''定理二''':

* 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
* 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。
* 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

太绕了？不是么（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）

== 怎么办呢？ ==
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

{{{#!highlight cpp
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/QThread>
#include <QtCore/QDebug>

class Dummy:public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Dummy(){}
public slots:
    void emitsig()
    {
        emit sig();
    }
signals:
    void sig();
};

class Thread:public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    Thread(QObject* parent=0):QThread(parent)
    {
        //moveToThread(this);
    }
public slots:
    void slot_main()
    {
        qDebug()<<"from thread slot_main:" <<currentThreadId();
    }
protected:
    void run()
    {
        qDebug()<<"thread thread:"<<currentThreadId();
        exec();
    }
};

#include "main.moc"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();
    Thread thread;
    Dummy dummy;
    QObject::connect(&dummy, SIGNAL(sig()), &thread, SLOT(slot_main()));
    thread.start();
    dummy.emitsig();
    return a.exec();
}
}}}
然后看到结果(具体值每次都变，但结论不变)
{{{
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

{{{
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

{{{#!highlight cpp
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/QThread>
#include <QtCore/QDebug>

class Dummy:public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Dummy(QObject* parent=0):QObject(parent)
    {}
public slots:
    void emitsig()
    {
        emit sig();
    }
signals:
    void sig();
};

class Thread:public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    Thread(QObject* parent=0):QThread(parent)
    {
        //moveToThread(this);
    }
public slots:
    void slot_thread()
    {
        qDebug()<<"from thread slot_thread:" <<currentThreadId();
    }
signals:
    void sig();
protected:
    void run()
    {
        qDebug()<<"thread thread:"<<currentThreadId();
        Dummy dummy;
        connect(&dummy, SIGNAL(sig()), this, SLOT(slot_thread()));
        dummy.emitsig();
        exec();
    }
};

#include "main.moc"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();
    Thread thread;
    thread.start();
    return a.exec();
}
}}}

想看结果么？
{{{
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 ==
千呼万唤始出来。

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。

{{{#!highlight cpp
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/QThread>
#include <QtCore/QDebug>

class Dummy:public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Dummy(QObject* parent=0):QObject(parent)
    {}
public slots:
    void emitsig()
    {
        emit sig();
    }
signals:
    void sig();
};

class Object:public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Object(){}
public slots:
    void slot()
    {
        qDebug()<<"from thread slot:" <<QThread::currentThreadId();
    }
};

#include "main.moc"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();
    QThread thread;
    Object obj;
    Dummy dummy;
    obj.moveToThread(&thread);
    QObject::connect(&dummy, SIGNAL(sig()), &obj, SLOT(slot()));
    thread.start();
    dummy.emitsig();
    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？）
{{{
main thread: 0x1a5c
from thread slot: 0x186c
}}}

== 其他 ==

本文只考虑了使用事件循环的情况，也有可能run中没有事件循环。这时信号与槽会与本文有点差别。比如run中使用connect时，队列连接就受限制了。其实只要理解了前面这些，没有事件循环的情况很容易就想通了。

转自：http://www.qtcn.org/bbs/simple/?t32303.html