Qt线程之QRunnable的使用详解

概述

说到线程通常会想到QThread，但其实Qt中创建线程的方式有多种，这里主要介绍其中一种QRunnable，QRunnable和QThread用法有些不同，并且使用场景也有区别。接下来就来看看QRunnable的用法、使用场景以及注意事项。

用法

要使用QRunnable创建线程，步骤如下：

• 继承QRunnable。和QThread使用一样， 首先需要将你的线程类继承于QRunnable。
• 重写run函数。还是和QThread一样，需要重写run函数，run是一个纯虚函数，必须重写。
• 使用QThreadPool启动线程

和QThread的区别

• 与外界通信方式不同。由于QThread是继承于QObject的，但QRunnable不是，所以在QThread线程中，可以直接将线程中执行的结果通过信号的方式发到主程序，而QRunnable线程不能用信号槽，只能通过别的方式，等下会介绍。
• 启动线程方式不同。QThread线程可以直接调用start()函数启动，而QRunnable线程需要借助QThreadPool进行启动。
• 资源管理不同。QThread线程对象需要手动去管理删除和释放，而QRunnable则会在QThreadPool调用完成后自动释放。

示例

首先我们新建一个类，继承于QRunnable

#include 
#include 

class CusRunnable : public QRunnable
{
public:
    explicit CusRunnable();
    ~CusRunnable();
    void run();
};

#endif // CUSRUNNABLE_H

源文件

#include "cusrunnable.h"
#include 
#include 

CusRunnable::CusRunnable()
{
}

CusRunnable::~CusRunnable()
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}

void CusRunnable::run()
{
    qDebug() << __FUNCTION__ << QThread::currentThreadId();
    QThread::msleep(1000);
}

然后在主界面中调用该线程。

#include 
#include "cusrunnable.h"

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT
public:
    Widget(QWidget *parent = 0);
    ~Widget();
private:
    CusRunnable * m_pRunnable = nullptr;
};

#endif // WIDGET_H

#include "widget.h"
#include 
#include 

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
{
    m_pRunnable = new CusRunnable(this);
    qDebug() << __FUNCTION__  << QThread::currentThreadId();
    QThreadPool::globalInstance()->start(m_pRunnable);
}

Widget::~Widget()
{
    qDebug() << __FUNCTION__ ;
}

输出结果：

Widget::Widget 0x199c
CusRunnable::run 0x1bcc
CusRunnable::~CusRunnable

我们可以看到这里打印的线程ID是不同的，说明是在不同线程中执行，而线程执行完后就自动进入到析构函数中， 不需要手动释放。

启动线程方式

上面我们说到要启动QRunnable线程，需要QThreadPool配合使用，而调用方式有两种：全局线程池和非全局线程池。

全局线程池

上面示例中启动方式就是用的全局线程池来启动QRunnable，使用很简单：

QThreadPool::globalInstance()->start(m_pRunnable);

非全局线程池

除此之外，还可以使用非全局线程池的方式来实现，该方式可以控制线程最大数量， 以及其他设置，比较灵活，具体参照帮助文档。

    QThreadPool	  threadpool;
    threadpool.setMaxThreadCount(1);
    threadpool.start(m_pRunnable);

与外界通信

前面我们提到，因为QRunnable没有继承于QObject，所以没法使用信号槽与外界通信，那么，如果要在QRunnable线程中和外界通信怎么办呢，通常有两种做法：

• 使用多继承。让我们的自定义线程类同时继承于QRunnable和QObject，这样就可以使用信号和槽，但是多线程使用比较麻烦，特别是继承于自定义的类时，容易出现接口混乱，所以在项目中尽量少用多继承。
• 使用QMetaObject::invokeMethod。

QMetaObject::invokeMethod

函数定义如下：

[static] bool QMetaObject::invokeMethod(QObject *obj, const char *member, Qt::ConnectionType type, QGenericReturnArgument ret, QGenericArgument val0 = QGenericArgument( Q_NULLPTR ), QGenericArgument val1 = QGenericArgument(), QGenericArgument val2 = QGenericArgument(), QGenericArgument val3 = QGenericArgument(), QGenericArgument val4 = QGenericArgument(), QGenericArgument val5 = QGenericArgument(), QGenericArgument val6 = QGenericArgument(), QGenericArgument val7 = QGenericArgument(), QGenericArgument val8 = QGenericArgument(), QGenericArgument val9 = QGenericArgument())

该函数就是尝试调用obj的member函数，可以是信号、槽或者Q_INVOKABLE声明的函数（能够被Qt元对象系统唤起），如果调用成功，返回true，失败返回false，具体使用方法就不在这里介绍。
QMetaObject::invokeMethod可以是异步调用，也可以是同步调用。这取决与它的连接方式Qt::ConnectionType type。如果type为Qt::DirectConnection，则为同步调用，若为Qt::QueuedConnection，则为异步调用。

来看一下，在上面的示例中，我们如何通过QMetaObject::invokeMethod让QRunnable线程与外部主线程通信。

假如我们在主界面中定一个函数，用于更新界面内容：

Q_INVOKABLE void setText(QString msg);

然后线程类需要修改一下：

class CusRunnable : public QRunnable
{
public:
    explicit CusRunnable(QObject *obj);
    ~CusRunnable();
    void run();

private:
    QObject * m_pObj = nullptr;
};

CusRunnable::CusRunnable(QObject * obj):
    m_pObj(obj)
{
}

CusRunnable::~CusRunnable()
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}

void CusRunnable::run()
{
    qDebug() << __FUNCTION__ << QThread::currentThreadId();
    QMetaObject::invokeMethod(m_pObj,"setText",Q_ARG(QString,"this is AA!"));
    QThread::msleep(1000);
}

注意，这里的调用方式：

QMetaObject::invokeMethod(m_pObj,"setText",Q_ARG(QString,"this is AA!"));

其中"setText"就是要调用的函数，传参方式Q_ARG(QString,"this is AA!")，表示传入一个QString类型，值为"this is AA!"

而在创建线程对象时，需要将主界面对象传入线程类

m_pRunnable = new CusRunnable(this);

这样一来就可以在线程中和外界通信了。

遇到的问题

使用QThreadPool调用线程后，线程执行完会自动释放资源，但是我使用的时候遇到一个问题，未找到原因。就是在该线程对象都已经释放过后（已经进入到析构函数了），该对象还可以继续使用，还可以使用该对象调用线程类中的函数，也就是说，理论上该对象指针已经释放了，这时候变成了野指针，并且线程对象值不为空。

做了一个试验，在执行完线程后，再次使用线程对象指针调用线程类中的函数，结果还是可以用。
关键代码如下：

    m_pRunnable = new CusRunnable(this);
    qDebug()<< __FUNCTION__  << QThread::currentThreadId();
    QThreadPool::globalInstance()->start(m_pRunnable);

    m_pBtn = new QPushButton(this);
    m_pBtn->setText("click me");
    connect(m_pBtn,&QPushButton::clicked,this,[=](){
        qDebug() << __FUNCTION__ << m_pRunnable;
        m_pRunnable->Func();

    });

这里每次点击按钮，就会调用一次线程类中的函数。输出如下：

Widget::Widget 0x3794
CusRunnable::run 0x39e0
Widget::setText "this is AA!"
CusRunnable::~CusRunnable
Widget::{ctor}::::operator () 0x1045348
Widget::{ctor}::::operator () 0x1045348

从上面可以看到，已经进入到了析构函数，但是依然可以使用该对象调用其中的函数，并且对象也不为空。

再次试验，在主界面析构函数中判断：

Widget::~Widget()
{
    qDebug()<< __FUNCTION__ ;
    if(m_pRunnable){
        delete m_pRunnable;
        m_pRunnable = nullptr;
    }
}

关闭程序的时候，会出现异常退出，也就是说，该指针确实释放了，不能再次delete，变成了一个野指针。

所以最终结论，QThreadPool在调用线程执行完后确实会释放资源，但是并不会将对象置空，这时候对象变成了一个野指针，如果还是用这个指针的话可能会出现隐患错误，所以最好不好这样调用。而在程序最终退出时，可以将该线程对象置空，但是不能再次delete，否则将会异常。