QT线程（二）---线程同步

线程互斥

       多线程运行时，通常会访问同一个变量，同一个数据结构，或者同一段代码。因此，需要使用互斥技术来保护上述资源，确保多线程执行的正确性。

注：

我们通常说某个函数是线程安全的，也就是因为该函数实现加入了线程互斥保护。

 

 

       4.1、QMutex

	QMutex ( RecursionMode mode = NonRecursive )
	~QMutex ()
void	lock () mutex加锁，如果当前其他线程已对该mutex加锁了，则该调用被阻塞直到其他线程释放该mutex。
bool	tryLock () mutex加锁，和lock不同的是，如果当前其他线程已对该mutex加锁了，则该调用会立即返回，而不被阻塞。
bool	tryLock ( int timeout ) 同tryLock，和tryLock不同的是，如果当前其他线程已对该mutex加锁了，则该调用会等待一段时间，直到超时或者其他线程释放了mutex。
void	unlock () mutex解锁，释放被锁住的资源。

 

       Mutex有两种模式，用户可以在构造函数参数中指定。

      

Constant	Value	Description
QMutex::Recursive	1	In this mode, a thread can lock the same mutex multiple times and the mutex won't be unlocked until a corresponding number of unlock() calls have been made. 该模式下，一个线程可以对mutex多次lock，直到相应次数的unlock，调用后，该mutex才真正被unlock。
QMutex::NonRecursive	0	In this mode, a thread may only lock a mutex once. 该模式下，mutex只能被lock一次。

 

 

实例：

QMutex mutex;

 int number = 6;

 void method1()

 {

     mutex.lock();

     number *= 5;

     number /= 4;

     mutex.unlock();

 }

 void method2()

 {

     mutex.lock();

     number *= 3;

     number /= 2;

     mutex.unlock();

 }

 

       4.1、QMutexLocker

 

	QMutexLocker ( QMutex * mutex )
	~QMutexLocker ()
QMutex *	mutex () const
void	relock ()
void	unlock ()

 

       QMutexLocker实际上是对QMutex使用的一种简化。

例如以下场景：

              当某段代码存在多个分支，在对QMutex加锁后，需要在不同的分支路径下都执行解锁操作，才能保证Mutex关联的资源能被其他线程继续访问，       否则就出现死锁。

       QMutexLocker接收一个QMutex作为参数，当创建QMutexLocker对象时，就对关联的Mutex进行了Lock操作，直到该QMutexLocker对象被销毁，相关的QMutex才被Unlock。

 

 

实例：

       直接使用QMutex：

int complexFunction(int flag)

 {

     mutex.lock();

     int retVal = 0;

     switch (flag) {

     case 0:

     case 1:

         mutex.unlock();

         return moreComplexFunction(flag);

     case 2:

         {

             int status = anotherFunction();

             if (status < 0) {

                 mutex.unlock();

                 return -2;

             }

             retVal = status + flag;

         }

         break;

     default:

         if (flag > 10) {

             mutex.unlock();

             return -1;

         }

         break;

     }

     mutex.unlock();

     return retVal;

 }

 

使用QMutexLocker：

int complexFunction(int flag)

 {

     QMutexLocker locker(&mutex);

     int retVal = 0;

     switch (flag) {

     case 0:

     case 1:

         return moreComplexFunction(flag);

     case 2:

         {

             int status = anotherFunction();

             if (status < 0)

                 return -2;

             retVal = status + flag;

         }

         break;

     default:

         if (flag > 10)

             return -1;

         break;

     }

     return retVal;

 }

 

当然，使用QMutexLocker时，也需要注意QMutexLocker对象的生存周期，否则可能会出现锁时间过长，或者锁住的资源过多。

 

 

4.3、QReadLocker、QWriteLocker、QReadWriteLocker

       还有一种场景，我们所保护的资源是具有读写权限的，多个线程可以同时读取某个资源，但是当存在写操作，写操作未完成时，就不允许其他线程对该资源进行读操作。

 

	QReadWriteLock ()
	QReadWriteLock ( RecursionMode recursionMode )
	~QReadWriteLock ()
void	lockForRead ()
void	lockForWrite ()
bool	tryLockForRead ()
bool	tryLockForRead ( int timeout )
bool	tryLockForWrite ()
bool	tryLockForWrite ( int timeout )
void	unlock ()

 

 

	QReadLocker ( QReadWriteLock * lock )
	~QReadLocker ()
QReadWriteLock *	readWriteLock () const
void	relock ()
void	unlock ()

 

	QWriteLocker ( QReadWriteLock * lock )
	~QWriteLocker ()
QReadWriteLock *	readWriteLock () const
void	relock ()
void	unlock ()

 

实例：

QReadWriteLock lock;

 void ReaderThread::run()

 {

     ...

     lock.lockForRead();

     read_file();

     lock.unlock();

     ...

 }

 void WriterThread::run()

 {

     ...

     lock.lockForWrite();

     write_file();

     lock.unlock();

     ...

 }

 

4.4、QSemaphore

       和QMutex不同的是，QSemaphore一次可以对多个资源进行保护，

例如以下场景：

       某工厂只有固定仓位，生产人员每天生产的产品数量不一，销售人员每天销售的产品数量也不一致。当生产人员生产P个产品时，就一次需要P个仓位，当销售人员销售C个产品时，就要求仓库中有足够多的产品才能销售。

如果剩余仓位没有P个时，该批次的产品都不存入，当当前已有的产品没有C个时，就不能销售C个以上的产品，直到新产品加入后方可销售。

       这就是典型的生产者-消费者问题。

 

	QSemaphore ( int n = 0 )
	~QSemaphore ()
void	acquire ( int n = 1 )
int	available () const
void	release ( int n = 1 )
bool	tryAcquire ( int n = 1 )
bool	tryAcquire ( int n, int timeout )

 

实例：

QSemaphore sem(5);      // sem.available() == 5   默认有5个产品

 sem.acquire(3);         // sem.available() == 2   销售3个产品，成功

 sem.acquire(2);         // sem.available() == 0  销售2个产品成功

 sem.release(5);         // sem.available() == 5  生产5个产品

 sem.release(5);         // sem.available() == 10 生产10个产品

 sem.tryAcquire(1);      // sem.available() == 9, returns true 消费1个产品，成功

 sem.tryAcquire(250);    // sem.available() == 9, returns false 企图销售250个产品，失败，因为当前只剩下14个产品

 

 

4.5、QWaitCondition