Qt互斥锁(QMutex)的使用、QMutexLocker的使用（含源码+注释）

一、QMutexLocker和QMutex实现示例图

下图为检测QMutexLocker是否上锁成功的示例图（两个线程使用同一个QMutex），源码在文章第四节（源码含详细注释）。

下图为不同QMutex运行时的效果（该图表明两个线程无关，并非sleep影响了另一个线程的运行）

二、QMutex和QMutexLocker的关系（个人理解）

互斥锁（QMutex）在使用时需要在进入和结束的时候使用对应的函数锁定和解锁。在简单的程序中还好，但是在结构复杂的程序中因为需要手动锁定和解锁，很容易忽略细节而出现问题，于是为了应对这种情况QMutexLocker便诞生了（为了简化简化互斥锁的锁定和解锁）。
QMutexLocker通常创建为局部变量，QMutexLocker在创建时传入一个并未锁定（若是锁定可用relock重新锁定或unlock解锁）的QMutex指针变量，并且会将QMutex变量锁定，在释放时会将QMutex变量解锁。（QMutexLocker创建时将传入的QMutex锁定，释放时将传入的QMutex解锁）

三、QMutex使用和QMutexLocker使用

1.QMutex的使用

void CThread::run()
{
        //互斥锁锁定
        m_mutex->lock();
        //输出当前线程的线程ID
        qDebug() << QThread::currentThreadId();
        //互斥锁解锁
        m_mutex->unlock();
}

2.QMutexLocker的使用

void CThread::run()
{
        //创建QMutexLocker的局部变量，并将类中互斥锁指针传入（此处互斥锁被locker锁定）
        QMutexLocker locker(m_mutex);
        qDebug() << QThread::currentThreadId();
        //当locker作用域结束locker将互斥锁解锁
}

通过1、2的代码比较，我们会发现QMutexLocker的代码中没有手动调用锁定和解锁，由此可看出QMutexLocker简化了互斥锁的锁定和解锁

四、检验QMutexLocker是否将传入的互斥锁锁定

1.操作解释

1. 使用两种实现方法完全不同线程测试
2. 两个线程使用同一个互斥锁
3. 一个线程使用QMutexLocker一个线程单纯使用QMutex

2.CMoveFuncClass（使用moveToThread实现，使用QMutexLocker）

CMoveFuncClass.h

#ifndef CMOVEFUNCCLASS_H
#define CMOVEFUNCCLASS_H

#include 
#include 

class CMoveFuncClass : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit CMoveFuncClass(QObject *parent = nullptr);
    ~CMoveFuncClass();

    void setMutex(QMutex *mutex);

public slots:
    void doSomething();

private:
    QMutex * m_mutex;   //定义一个互斥锁变量
};

#endif // CMOVEFUNCCLASS_H

CMoveFuncClass.cpp

#include "CMoveFuncClass.h"

#include 
#include 

CMoveFuncClass::CMoveFuncClass(QObject *parent)
    : QObject(parent)
{
}

CMoveFuncClass::~CMoveFuncClass()
{
}

void CMoveFuncClass::doSomething()
{
    //创建QMutexLocker的局部变量，并将类中互斥锁指针传入（此处互斥锁被locker锁定）
    QMutexLocker locker(m_mutex);

    qDebug() << "我的实现方法为moveToThread" <<"开始3秒睡眠" << "使用QMutexLocker";
    qDebug() << "线程ID：" << QThread::currentThreadId();
    QThread::sleep(3);  //设置线程睡眠3秒（单位为秒）
    qDebug() << "我的实现方法为moveToThread" <<"线程运行完成，结束睡眠\n\n";

    //当locker作用域结束locker将互斥锁解锁
}

void CMoveFuncClass::setMutex(QMutex *mutex)
{
    m_mutex = mutex;
}

3.CThread类（继承QThread实现，单纯使用QMutex）

CThread.h

#ifndef CTHREAD_H
#define CTHREAD_H

#include 
#include 
#include 
#include 

class CThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit CThread(QObject *parent = nullptr);
    ~CThread();

    void run();

    void setMutex(QMutex *mutex);

private:
    QMutex *            m_mutex;            //定义一个线程锁变量

};

#endif // CTHREAD_H

CThread.cpp

#include "CThread.h"
#include 

CThread::CThread(QObject *parent)
    : QThread(parent)
{
}

CThread::~CThread()
{
}

void CThread::run()
{
    //互斥锁上锁
    m_mutex->lock();

    qDebug() << "我的实现方法为继承QThread" << "开始3秒睡眠" << "单纯使用QMutex";
    qDebug() << "线程ID：" << QThread::currentThreadId();
    QThread::sleep(3);  //设置线程睡眠3秒（单位为秒）
    qDebug() << "我的实现方法为继承QThread" <<"线程运行完成，结束睡眠";

    //互斥锁解锁
    m_mutex->unlock();
}

void CThread::setMutex(QMutex *mutex)
{
    m_mutex = mutex;
}

4.CMainWindow调用类

CMainWindow.h

#ifndef CMAINWINDOW_H
#define CMAINWINDOW_H

#include 
#include "CThread.h"
#include "CMoveFuncClass.h"

namespace Ui {
class CMainWindow;
}

class CMainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

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

signals:
    void startMoveThread();

private slots:
    void on_startBtn_clicked();		//触发方法二函数的信号

private:
    Ui::CMainWindow *ui;

    CThread         *m_cThread;		//方法一指针

    CMoveFuncClass  *m_moveFunc;	//方法二指针

    QThread         *m_thread;		//方法二所移至的线程指针

    QMutex          *m_mutex;       //两个线程使用的线程锁
};

#endif // CMAINWINDOW_H

CMainWindow.cpp

#include "CMainWindow.h"
#include "ui_CMainWindow.h"

#include 

CMainWindow::CMainWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::CMainWindow)
{
    ui->setupUi(this);

    /方法一///
    //new出CThread对象
    m_cThread = new CThread;


    /方法二///
    //new一个moveToThread的接收线程并启动
    m_thread = new QThread;
    //new出CMoveFuncClass对象
    m_thread->start();  //一定记得启动，否则运行不了
    m_moveFunc = new CMoveFuncClass;
    //连接相应信号槽
    connect(this, &CMainWindow::startMoveThread, m_moveFunc, &CMoveFuncClass::doSomething);
    connect(m_thread, &QThread::finished, m_moveFunc, &QObject::deleteLater);
    //将对象移至线程
    m_moveFunc->moveToThread(m_thread);

	//创建线程共用的互斥锁
    m_mutex = new QMutex;
    //下方为m_mutex的地方更改为new QMutex，则能实现第一节，第二张图的效果
    m_cThread->setMutex(m_mutex);
    m_moveFunc->setMutex(m_mutex);
}

CMainWindow::~CMainWindow()
{
    delete m_mutex;

    delete m_moveFunc;
    m_thread->exit();
    m_thread->wait(1);
    delete m_thread;

    m_cThread->exit();
    m_cThread->wait(1);
    delete m_cThread;
    delete ui;
}

void CMainWindow::on_startBtn_clicked()
{
    //通过start启动方法一线程
    m_cThread->start();
    //发送信号启动方法二线程
    emit startMoveThread();
}

运行上方的代码（第一节，第一张效果图）可看出，使用QMutexLocker的线程首先运行，且代码中无锁定和解锁的操作，但另外一个线程依然等该线程运行完成后运行，由此可看出，使用QMutexLocker是实现了互斥锁的锁定和解锁的。

总结

QMutexLocker提供的简化互斥锁锁定和解锁的机制在很多时候时蛮方便的，在使用互斥锁的地方使用QMutexLocker会减去许多安全隐患；不过在多线程循环输出ABC的时候好像就不适合该方法。所以使用类似的类还得按情况而定

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