QT5 QThread多线程

QT5 Thread线程继承QThread方式

一.首先分析一下 QTimer Class与 Sleep()函数之间的秘密

QTimer *t = new QTimer(*parent); //创建QTimer 对象

t->start(_time); //计时开始每隔_time时间自动触发&QTimer::timeout信号

t->stop(); //结束计时

Sleep() //windows.h里面的系统延时函数

 

通过以上方法实现案例:

//button 槽函数
void Widget::on_buttonstart_clicked()
{
    t->start(2000);
    Sleep(3000);
　　qDebug() << "hello world!"; 
}

//timeout信号处理函数
connect(t, &QTimer::timeout,
            [=]()
    {
        ui->lcd_1->display(++i);
    });

分析,在没有Sleep()函数的情况下:

点击开始立马在控制台显示hello world!;每隔2秒lcd显示+1;

有Sleep()的存在后;点击开始程序本质是想每隔2秒lcd显示+1;3秒后控制台显示hello world!;

最终结果是:

点击开始,计时器计时,2秒后,不运行connect();3秒后connect()第一次运行;再过4秒,第二次timeout信号触发,再次运行connect();

最终显示结果为; 过时3秒制台显示hello world!lcd显示 1 再过时1秒显示2 再过2秒显示3 依次经过2秒显示累加1;

 

二.线程的引入;

 如果我们想要的结果是,点击按钮,lcd每一秒显示+1, 3秒控制台回显hello world!  也就是Sleep(3000)显示hello world!并不会去影响到Qtrimer计时;

 

 

 单独创建线程A,在A线程是实现延时3秒输出hello world!;

1.一个简单的控制台线程例子

新建一个qt控制台程序 自定义一个类  这里就叫class mythread

//mythread.h

#ifndef MYTHREAD_H
#define MYTHREAD_H

#include 

class myThread: public QThread
{
public:
    myThread();
    void run(); //声明继承于QThread虚函数 run()
};

#endif // MYTHREAD_H 

//mythread.cpp

#include "mythread.h"
#include 

myThread::myThread()
{

}
void myThread::run()
{
  qDebug() <<  "hello world!"; //复写QThread类的 run()函数
}

//main.cpp
#include 
#include "mythread.h"   //包涵头文件
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    myThread *thread1 = new myThread; //新建线程对象
    thread1->start();  //启动线程
 
    return a.exec();
}

上例启动了一个新线程中输出hello world!

改进上例:

//mythread.h
#ifndef MYTHREAD_H
#define MYTHREAD_H

#include 

class myThread: public QThread
{
public:
    myThread();
    void run();
    QString name; //添加一个 name 对象
};

#endif // MYTHREAD_H

//mythread.cpp
#include "mythread.h"
#include 

myThread::myThread()
{

}
void myThread::run()
{
  qDebug() <<  this->name << "hello world!";
    //添加一个for循环
  for(int i = 0; i < 1000; i++)
  {
      qDebug() << this->name << i;
  }
}

//main.cpp

#include 
#include "mythread.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    //连续创建三个子线程
    myThread *thread1 = new myThread;
    thread1->name = "mythred1";
    thread1->start();
    
    myThread *thread2 = new myThread;
    thread2->name = "mythred2";
    thread2->start();

    myThread *thread3 = new myThread;
    thread3->name = "mythred3";
    thread3->start();

    return a.exec();
}

运行结果:

结果显示输出为无序输出,结论三个线程完全独立运行,互不影响;

2.三个线程,自然会有优先权的问题,也就是cpu,先运行哪个线程;下面让我们来谈谈优先权

线程权限由线程启动函数start(Priority枚举)控制

如上例:在启动函数中加入枚枚量,具体参数可查帮助文档:

3.QMutex 类

QMutex类提供了线程之间的访问序列化。
QMutex的目的是保护对象，数据结构或代码段，以便一次只有一个线程可以访问它（这与Java synchronized关键字类似）。 QMutexLocker通常最好使用互斥锁，因为这样可以很容易地确保锁定和解锁一致地执行。

  int number = 6;

  void method1()
  {
      number *= 5;
      number /= 4;
  }

  void method2()
  {
      number *= 3;
      number /= 2;
  }

 如果线程thread1 ,thread2分别顺序执行method1(),method2();最终结果将会是:

 // method1()
  number *= 5;        // number is now 30
  number /= 4;        // number is now 7

  // method2()
  number *= 3;        // number is now 21
  number /= 2;        // number is now 10

number = 10;

但如果线程1在行动时,被系统挂载,或其它种种因素受到延时运行,比如有更高优先级线程申请运行,而线程2确并不受影响,最终结果将会是:

  // Thread 1 calls method1()
  number *= 5;        // number is now 30

  // Thread 2 calls method2().
  //
  // Most likely Thread 1 has been put to sleep by the operating
  // system to allow Thread 2 to run.
  number *= 3;        // number is now 90
  number /= 2;        // number is now 45

  // Thread 1 finishes executing.
  number /= 4;        // number is now 11, instead of 10

此时number = 11; 并不等于10; 同一程序运行不同结果,这是不允许的

此时就要借助于QMutex 类;

 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();
  }

当你在一个线程中调用lock（）时，其他线程会试图在同一个地方调用lock（），直到获得锁的线程调用unlock（）。 lock（）的一个非阻塞替代是tryLock（）。
QMutex在非竞争情况下进行了优化。 如果该互斥体没有争用，则非递归QMutex将不分配内存。 它的构建和销毁几乎没有开销，这意味着有很多互斥体作为其他类的一部分是很好的。

当线程1被cpu延时处理,而线程2处理到method2()时自动会进入method1()继续处理number /=4;再回到method2();而此时如果线程1继续执行时,自动又会进入到method2();

4.QThread 启动暂停等待信号与槽控制实例

 延续控制台线程例子 在每个线程后面加上 thread1->wait(); qDebug() << "hello world!";

预期的结果将会是, 在线程输出完后才会输出hello world!

#include 
#include "mythread.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    //连续创建三个子线程
    myThread *thread1 = new myThread;
    thread1->name = "mythred1";
    thread1->start();
    
    thread1->wait();
    qDebug() << "hello world!";

    return exec();
}

 现在转到GUI下,下面一个例子:

//自定义线程类,头文件
#ifndef NITHREAD_H
#define NITHREAD_H

#include 

class nithread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit nithread(QObject *parent = 0);
    bool stop;

signals:
    void sig(int);

protected:
    void run();

public slots:
};

#endif // NITHREAD_H 

//自定义线程类cpp
#include "nithread.h"
#include 
nithread::nithread(QObject *parent) : QThread(parent)
{

}

void nithread::run()
{
    for(int i = 0; i < 100; i++)
    {
        QMutex mutex;
        mutex.lock();
        if(this->stop) break;
        mutex.unlock();
        emit sig(i);
        msleep(100);
    }
}

//GUi窗口类头文件
#ifndef DIALOG_H
#define DIALOG_H

#include 
#include 

namespace Ui {
class Dialog;
}

class Dialog : public QDialog
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit Dialog(QWidget *parent = 0);
    ~Dialog();

private slots:
    void on_buttonstart_clicked();
    void lot(int);

    void on_buttonstop_clicked();

private:
    Ui::Dialog *ui;
    nithread *threadd;
};

#endif // DIALOG_H

//GUI类cpp
#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"

Dialog::Dialog(QWidget *parent) :
    QDialog(parent),
    ui(new Ui::Dialog)
{
    ui->setupUi(this);
    threadd = new nithread(this);
    connect(threadd, SIGNAL(sig(int)), this, SLOT(lot(int)));
}

Dialog::~Dialog()
{
    delete ui;
}

void Dialog::on_buttonstart_clicked()
{
    threadd->start();
}

void Dialog::lot(int num)
{
    ui->numberlabel->setText(QString::number(num));
}

void Dialog::on_buttonstop_clicked()
{
    threadd->stop = true;
}

//main.cpp
#include "dialog.h"
#include 

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    Dialog w;
    w.show();

    return a.exec();
}

最终结果:

当点击start 开启线程 stop 停止线程 通过显号与槽显示结果

然而方法一Thread线程继承QThread方式,在实际问题中却有着很多的问题如下文简介:早在2006年已经被qt工程师提出;(更直指此方法是错误的用法)

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我们（Qt用户）正广泛地使用IRC来进行交流。我在Freenode网站挂出了#qt标签，用于帮助大家解答问题。我经常看到的一个问题（这让我不厌其烦），是关于理解Qt的线程机制以及如何让他们写的相关代码正确工作。人们贴出他们的代码，或者用代码写的范例，而我则总是以这样的感触告终：
你们都用错了！

我觉得有件重要的事情得澄清一下，也许有点唐突了，然而，我不得不指出，下面的这个（假想中的）类是对面向对象原则的错误应用，同样也是对Qt的错误应用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

我对这份代码最大的质疑在于 moveToThread(this);  我见过太多人这么使用，并且完全不明白它做了些什么。那么你会问，它究竟做了什么？moveToThread()函数通知Qt准备好事件处理程序，让扩展的信号（signal）和槽（slot）在指定线程的作用域中调用。QThread是线程的接口，所以我们是在告诉这个线程在“它内部”执行代码。我们也应该在线程运行之前做这些事。即使这份代码看起来可以运行，但它很混乱，并不是QThread设计中的用法（QThread中写的所有函数都应该在创建它的线程中调用，而不是QThread开启的线程）。

在我的印象中，moveToThread(this);  是因为人们在某些文章中看到并且使用而流传开来的。一次快速的网络搜索就能找到此类文章，所有这些文章中都有类似如下情形的段落：

1. 继承QThread类
2. 添加用来进行工作的信号和槽
3. 测试代码，发现槽函数并没有在“正确的线程”中执行
4. 谷歌一下，发现了moveToThread(this);  然后写上“看起来的确管用，所以我加上了这行代码”

我认为，这些都源于第一步。QThread是被设计来作为一个操作系统线程的接口和控制点，而不是用来写入你想在线程里执行的代码的地方。我们（面向对象程序员）编写子类，是因为我们想扩充或者特化基类中的功能。我唯一想到的继承QThread类的合理原因，是添加QThread中不包含的功能，比如，也许可以提供一个内存指针来作为线程的堆栈，或者可以添加实时的接口和支持。用于下载文件、查询数据库，或者做任何其他操作的代码都不应该被加入到QThread的子类中；它应该被封装在它自己的对象中。

通常，你可以简单地把类从继承QThread改为继承QObject，并且，也许得修改下类名。QThread类提供了start()信号，你可以将它连接到你需要的地方来进行初始化操作。为了让你的代码实际运行在新线程的作用域中，你需要实例化一个QThread对象，并且使用moveToThread()函数将你的对象分配给它。你同过moveToThread()来告诉Qt将你的代码运行在特定线程的作用域中，让线程接口和代码对象分离。如果需要的话，现在你可以将一个类的多个对象分配到一个线程中，或者将多个类的多个对象分配到一个线程。换句话说，将一个实例与一个线程绑定并不是必须的。

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我已经听到了许多关于编写Qt多线程代码时过于复杂的抱怨。原始的QThread类是抽象类，所以必须进行继承。但到了Qt4.4不再如此，因为QThread::run()有了一个默认的实现。在之前，唯一使用QThread的方式就是继承。有了线程关联性的支持，和信号槽连接机制的扩展，我们有了一种更为便利地使用线程的方式。我们喜欢便利，我们想使用它。不幸的是，我太晚地意识到之前迫使人们继承QThread的做法让新的方式更难普及。

 

从Qt4.4开始,可以采用新的方法也是被称为正确的方法也是qt想推广的方法:

// Worker 类定义 cpp
 #include   
    class Worker : public QObject  
    {  
        Q_OBJECT  
    private slots:  
        void onTimeout()  
        {  
            qDebug()<<"Worker::onTimeout get called from?: "<

//main函数cpp

    int main(int argc, char *argv[])  
    {  
        QCoreApplication a(argc, argv);  
        qDebug()<<"From main thread: "<

总结:

继承QThread老式方法

1.定义继承QThread的类A 复写run()函数;

2.在主线程中实例化A对象a

3.通过调用a->start()启动线程,线程会自动调用run()虚函数;run不可直接调用;

新方法:

1.创建继承Obeject的类A 将要在线程中实现的方法在A类中实现

2.在主线程中实例化A对象a,再实例化QThread类对象b

3.通过a.moveToThread(&b);将a对象的实现移入线程b对象作用范围内运行

4.b->start()启动线程;

5.通过信号与槽的方式启动调用A类成员函数;

常用函数:

QThread类

start(),//启动线程;

wait()//等待线程运行结束;

quit(),//线程运行结束退出线程

 

线程与进程区别:

进程是系统为每个程序分配有独立运行空间的运行实例

线程是与进程共用内存空间的一个独立运行实例;相对而言线程比进程的消耗更低;

结语:

　　新版qt5的主要目的也就是让每个线程能独立运行在其线程作用域中,线程与线程之前的交互则通过connect机制;因此对于需要在子线程中使用信号槽机制的情况，并不推荐使用继承QThread的形式;些方式仅实用于在只需要在run()中运行一些简单的函数;