QT之线程

一、QT中线程使用原则

在实际的开发中线程的使用频率很高，尤其是在开发界面程序的时候。QT的UI线程负责界面的事件相应，而一些复杂的逻辑运算可以放在一个子线程中进行。QT中线程的使用有一个原则，对于界面的操作只能在UI主线程中操作，子线程不能对UI界面进行操作。如果在子线程中需要对界面进行操作，可以使用信号通知UI主线程，由UI主线程进行操作。

二、QT中的线程

在QT中启动线程有三种方法：QThread、QtConcurrent::run、QRunnable

1、QThread

QThread是最为常用的启动线程的方法，QThread提供了一种独立管理线程的方法。QThread启动的线程从虚函数run()开始执行，所以通常在使用QThread启动线程时我们需要实现一个QThread的派生类，重写虚函数run()，在run()函数中现实子线程的代码。如果我们只需要把一个对象放在子线程中执行，没有复杂的操作代码，我们也可以使用Qobject::moveToThread函数，把对象移动到子线程中。

QThread对线程的管理

（1）线程启动

我们可以通过start()函数启动线程，start()函数有一个参数Priority线程的优先级，可参考enum QThread::Priority的取值，当线程已经被启动则调用此函数无任何作用。当调用此函数之后，会自动调用函数函数run(),所以run()函数是线程的线程函数

（2）线程停止

我们可以通过调用exit()或quit()函数停止线程。调用之后QEventLoop::exec()结束消息循环并返回，exec()返回exit()指定的返回码。通常为了方便，返回0为成功，负数为失败。quit()等同exit(0)。

也可以调用terminate()函数强制终止线程，需要调用setTerminationEnabled()设置线程为可被终止，但是也不一定会立即终止线程，这个要以来操作系统的调度策略。在terminate()之后使用wait()函数等待，确保线程结束。使用terminate()终止线程一个危险的操作，在程序的任何地方都可以调用此函数终止线程，可能这时线程在修改数据。终止时线程也未释放线程占用的资源（内存、线程锁....），所以之后在不是必须使用的时候，不建议使用

实例一 实现QThread的派生类：

class WorkerThread : public QThread{    Q_OBJECT    void run() {        QString result;        /*线程执行的操作 */        emit resultReady(result);    }signals:    void resultReady(const QString &s);};void MyObject::startWorkInAThread(){    WorkerThread *workerThread = new WorkerThread(this);    connect(workerThread, &WorkerThread::resultReady, this, &MyObject::handleResults);    connect(workerThread, &WorkerThread::finished, workerThread, &QObject::deleteLater);    workerThread->start();}

实例二 特定对象在线程执行，使用moveToThread

class Worker : public QObject{    Q_OBJECTpublic slots:    void doWork(const QString ¶meter) {        QString result;        /* 线程执行的操作 */        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 &);};

注意：

每一个线程都有一个事件循环，使用QThread创建的线程同样也有一个事件循环。事件循环是信号和槽机制的重要组成部分，如果没有启动事件循环则信号与槽将不起作用。启动事件循环需要执行exec()函数，exec()函数是一个阻塞函数，而当我们派生QThread类重写run()函数时可能不想去执行exec()，因为这样最阻塞。这样就带来了一个问题，在线程中就不能使用信号与槽。如果我们需要在线程中使用信号与槽就必须执行exec()进行事件循环，这种情况可以采用实例二的方法，在封装一个线程操作对象，不进行重写run()函数而是对象在主线程中创建使用moveToThread()移动到子线程，这样在线程中就可以使用信号与槽，因为QThread::run()函数默认调用了exec()函数启动了事件循环

2、QtConcurrent::run

QtConcurrent命名空间里提供了一些高级API,利用这些API可以编写多线程程序，而不用直接使用比较低级的一些类，如mutext,lock, waitcondition以及semaphore等。使用QtConcurrent命令空间的API编写的程序会根据处理器的数目自动地调整线程的个数。QtConcurrent包含了用于并行列表处理的函数式编程，包含实现共享内存系统的MapReduce和FilterReduce，　以及管理GUI应用程序中异步计算的类。我们可以使用提供的run()函数，很方便的启动一个线程

using namespace QtConcurrent;  void hello(QString name)  {       qDebug() << "Hello" << name << "from" << QThread::currentThread();  }  int main(int argc, char **argv)  {      QApplication app(argc, argv);      QFuture<void> f1 = run(hello, QString("Alice"));      QFuture<void> f2 = run(hello, QString("Bob"));      f1.waitForFinished();      f2.waitForFinished();      return app.exec();  }

注意：同样存在在线程函数中不能使用信号与槽问题

3、QRunnable

作为Qt类中少有的基类， QRunnable提供了简洁有效的可运行对象的创建.  用QRunnable来创建独立的运行对象来运行 不涉及界面元素的数据处理过程 非常合适.

优点: 创建过程简洁， 使用方便， 配合着自身的autoDelete特性， 有点“招之即来， 挥之即去”的感觉.

缺点: 无法实时提供自身的运行状态，没有start函数，需要QThreadPool启动线程

默认情况，QThreadPool最在线程结束时自动删除QRunnable对象，我们也可以通过QRunnable::setAutoDelete()方法可以改变该默认行为。QThreadPool支持在QRunnable::run方法中通过调用tryStart(this)来多次执行相同的QRunnable。当最后一个线程退出run函数后，如果autoDelete启用的话，将删除QRunnable对象。在autoDelete启用的情况下，调用start()方法多次执行同一QRunnable会产生竞态，就避免这样做。那些在一定时间内会使用的线程将会过期。默认的过期时间是30秒。可通过setExpiryTimeout()方法来设置。设置一个负数的超时值代表禁用超时机制。方法maxThreadCount()可以查询可使用的最大线程数，你也可以设置最大的线程数。activeThreadCount反应的是当前正在被使用中的线程数个数。reserveThread函数保留某个线程为外部用，releaseThread释放该线程，这样就可以被再次使用。

class HelloWorldTask : public QRunnable{    void run()    {        qDebug() << "Hello world from thread" << QThread::currentThread();    }}HelloWorldTask *hello = new HelloWorldTask();// QThreadPool takes ownership and deletes 'hello' automaticallyQThreadPool::globalInstance()->start(hello);

4、QThreadPool

QThreadPool管理一组线程。它负责管理和回收单个QThread对象以减少程序中线程创建的开销。每个Qt应用程序都有一个全局的QThreadPool对象，可通过方法globalInstance()获得。通常和QRunnable结合使用启动线程。在程序退出时也可以调用waitForDone()函数等待所有的线程退出