Qt 之 信号槽机制及优缺点

1. Qt 信号槽机制

概念：
信号槽是 Qt 框架引以为豪的机制之一。所谓信号槽，实际就是观察者模式。当某个事件发生之后，比如，按钮检测到自己被点击了一下，它就会发出一个信号（signal）。这种发出是没有目的的，类似广播。如果有对象对这个信号感兴趣，它就会使用连接（connect）函数，意思是，将想要处理的信号和自己的一个函数（称为槽（slot））绑定来处理这个信号。也就是说，当信号发出时，被连接的槽函数会自动被回调。

槽的本质是类的成员函数，其参数可以是任意类型的。和普通C++成员函数几乎没有区别，它可以是虚函数；也可以被重载；可以是公有的、保护的、私有的、也可以被其他C++成员函数调用。唯一区别的是：槽可以与信号连接在一起，每当和槽连接的信号被发射的时候，就会调用这个槽。
自定义信号槽注意事项：
（1）发送者和接收者都需要是QObject的子类（当然，槽函数是全局函数、Lambda 表达式等无需接收者的时候除外）；
（2）使用 signals 标记信号函数，信号是一个函数声明，返回 void，不需要实现函数代码；
（3）槽函数是普通的成员函数，作为成员函数，会受到 public、private、protected 的影响；
（4）使用 emit 在恰当的位置发送信号；
（5）使用QObject::connect()函数连接信号和槽；
（6）任何成员函数、static 函数、全局函数和 Lambda 表达式都可以作为槽函数。
信号槽的多种用法：
（1）一个信号可以和多个槽相连
　　如果是这种情况，这些槽会一个接一个的被调用，但是它们的调用顺序是不确定的。
（2）多个信号可以连接到一个槽
　　只要任意一个信号发出，这个槽就会被调用。
（3）一个信号可以连接到另外的一个信号
　　当第一个信号发出时，第二个信号被发出。除此之外，这种信号-信号的形式和信号-槽的形式没有什么区别。
（4）槽可以被取消链接
　　这种情况并不经常出现，因为当一个对象delete之后，Qt自动取消所有连接到这个对象上面的槽。
（5）使用Lambda 表达式
　　在使用 Qt 5 的时候，能够支持 Qt 5 的编译器都是支持 Lambda 表达式的。
总结：

2. QT信号槽机制的优缺点

（1）问题：
为什么Qt使用信号与槽机制而不是传统的回调函数机制进行对象间的通信呢？
回调函数的本质是“你想让别人的代码执行你的代码，而别人的代码你又不能动”这种需求下产生的。
回调函数是函数指针的一种用法，如果多个类都关注某个类的状态变化，此时需要维护一个列表，以存放多个回调函数的地址。对于每一个被关注的类，都需要做类似的工作，因此这种做法效率低，不灵活。
（2）解决办法：
Qt使用信号与槽机制来解决这个问题，程序员只需要指定一个类含有哪些信号函数、哪些槽函数，Qt会处理信号函数和槽函数之间的绑定。当信号函数被调用时，Qt会找到并执行与其绑定的槽函数。允许一个信号函数和多个槽函数绑定，Qt会依次找到并执行与一个信号函数绑定的所有槽函数，这种处理方式更灵活。
（3）优点:
Qt信号与槽机制降低了Qt对象的耦合度.

3. 多线程情况下, Qt中的信号槽分别在什么线程中执行, 如何控制?

通过connect函数的第五个参数connectType来控制。
connect用于连接qt的信号和槽，在qt编程过程中不可或缺。它其实有第五个参数，只是一般使用默认值，在满足某些特殊需求的时候可能需要手动设置。

Qt::AutoConnection： 默认值，使用这个值则连接类型会在信号发送时决定。如果接收者和发送者在同一个线程，则自动使用Qt::DirectConnection类型。如果接收者和发送者不在一个线程，则自动使用Qt::QueuedConnection类型。

Qt::DirectConnection：槽函数会在信号发送的时候直接被调用，槽函数运行于信号发送者所在线程。效果看上去就像是直接在信号发送位置调用了槽函数。这个在多线程环境下比较危险，可能会造成奔溃。

Qt::QueuedConnection：槽函数在控制回到接收者所在线程的事件循环时被调用，槽函数运行于信号接收者所在线程。发送信号之后，槽函数不会立刻被调用，等到接收者的当前函数执行完，进入事件循环之后，槽函数才会被调用。多线程环境下一般用这个。

Qt::BlockingQueuedConnection：槽函数的调用时机与Qt::QueuedConnection一致，不过发送完信号后发送者所在线程会阻塞，直到槽函数运行完。接收者和发送者绝对不能在一个线程，否则程序会死锁。在多线程间需要同步的场合可能需要这个。

Qt::UniqueConnection：这个flag可以通过按位或（|）与以上四个结合在一起使用。当这个flag设置时，当某个信号和槽已经连接时，再进行重复的连接就会失败。也就是避免了重复连接。