QT5创建线程的两种方法(一)----继承Qthread

QT5创建线程

前言

QT5创建线程有两种方法，一种是qt4.6之前的方法，即创建一个自己的线程类继承QThread类。另一种是qt5后官方推荐的方法，即创建一个Object继承Qobject类，将自己要在线程里实现的方法和对象，在该类中定义。然后在主线程里实例化一个QThread对象，利用Qobject类的moveToThread方法，将自己创建的Object类都移到该线程里，这样Object类里的槽函数都是在新的线程里运行的了。
首先讲第一种方法，这边通过新建一个串口接收的例子来详细讲解。
示例程序是采用Qt Creator 4.11.1编辑和编译的。

UI设计

QT窗口应用程序中的主线程都是UI线程，也就是main函数这个函数入口的执行线程，所有的UI对象和方法也只能在主线程里调用。

新建Qt Widgets Application项目

Qt Widgets Application的模板已经为我们写好了初始的ui界面和mainwidows类。我们在这个基础上编辑UI界面和编写程序。

编辑UI界面

串口通讯需要设置：端口号、波特率、数据位、奇偶校验位、停止位、流控制等参数，利用QTUI设计界面的Combo BOX组件（复选框）来选择串口的设置，利用push button组件来控制线程的开启和关闭，利用Text Browser组件来显示接收的串口数据。
为了编程方便需要在Ui设计界面对所有的组件进行重新命名。

线程类编写

源码

不贴源码了，传送门。

代码重点详解

继承QThread新建线程类

在h文件中，我们定义一个线程类继承QThread，准备重载QThread类的虚函数run()。

#include 
#include 
class SerialsThread:public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    SerialsThread();
    ~SerialsThread();
protected:
    void run() override;
private:
    QSerialPort *myQSerialPort=nullptr;
signals:
    void portStatus(bool);
    void datareceived();
private slots:
    void receivedata();

};

在cpp文件中，我们重载run()，run()函数里的任务就是工作在新的线程里的。可打印现在的线程号，与UI线程号对比，我们会发现它们工作在不同的线程。run()函数，当在主线程里调用start()函数，便会调用，在没有事件循环或者while循环的情况下，当代码执行完，线程便会结束。不建议用terminate()函数强行结束线程。

void SerialsThread::run()
{
    qDebug()<<"SerialsThread is running"<<QThread::currentThread();
    //do the job
}

pro文件

在写串口线程类前，我们要在pro文件里用上serialport模块，在pro文件里加上一行代码。这样我们就可以使用< QSerialPort >这个串口类。

QT       += serialport

Q_OBJECT宏定义

我们知道，QT最有特色的机制就是，信号和槽的机制，这个宏定义就设置了相关的东西。有了这个宏定义，我们才能使用信号和槽。

对串口的设置的方法

    myQSerialPort->setParity(QSerialPort::NoParity);//设置奇偶校验位为0
    myQSerialPort->setDataBits(QSerialPort::Data8);//设置数据位为8bit
    myQSerialPort->setFlowControl(QSerialPort::NoFlowControl);//设置流控制为OFF
    myQSerialPort->setStopBits(QSerialPort::OneStop);//设置停止位为1
    myQSerialPort->setBaudRate(QSerialPort::Baud9600);//设置波特率9600
     myQSerialPort->setPortName(myuserview.PortName);//设置端口号myuserview.PortName，根据复选框的选择

打开串口

if(!myQSerialPort->open(QIODevice::ReadWrite))//用ReadWrite 的模式尝试打开串口
    {
        qDebug()<<myuserview.PortName<<"打开失败";
        return;
    }

接收串口数据

首先在重写的run函数中，链接readyRead信号和接收数据的槽函数，readyRead信号是当有新的的数据可以被读取时，就会发射这个信号，QT的帮助文档中是这样描述的。
tips:F1 进入光标上函数或对象的帮助文档。

This signal is emitted once every time new data is available for reading from the device’s current read channel

connect(myQSerialPort,&QSerialPort::readyRead,this,&SerialsThread::receivedata);

链接好信号和槽函数后，需要开启事件循环。这个很重要，否则会什么东西都接收不到。

exec();//开启事件循环

在槽函数中，调用readAll方法。并发射 void datareceived() 信号，这个信号链接主线程中的槽函数，可用来跟新text browser的数据。

void SerialsThread::receivedata()
{
    QByteArray array=myQSerialPort->readAll();
    if(!array.isEmpty())
    {
        serialsreceivebuffer=serialsreceivebuffer.append(array);
        emit datareceived();
    }
}

主线程和线程间的通讯

根据串口打开状态，设置复选框的状态

如果想实现，串口接收线程中，如果打开串口成功，则在主线程中的复选框变为不可选的状态这个功能。就要利用信号和槽的机制，在串口线程中发射信号，并且在主线程的槽函数中响应，并设置复选框的状态。

主线程中，我们链接串口线程对象中的 void portStatus(bool) 信号和Mainwindow对象中的槽函数。

 connect(myserialsthread,&SerialsThread::portStatus,this,&MainWindow::serialsportStatusUpdate);

并根据信号传递的bool量参数，设置复选框的状态。

void MainWindow::serialsportStatusUpdate(bool status)
{
    ui->COMCB->setEnabled(!status);
    ui->BaudCB->setEnabled(!status);
}

串口线程，我们打开串口的代码的基础上，加上发射信号void portStatus(bool)。

if(!myQSerialPort->open(QIODevice::ReadWrite))//用ReadWrite 的模式尝试打开串口
    {
        qDebug()<<myuserview.PortName<<"打开失败";
        emit portStatus(false);
        return;
    }
    else
    {
        emit portStatus(true);
    }

根据串口接收的数据，在text browser上显示

首先链接myserialsthread的datareceived信号和Mainwindow的更新text browser的槽函数。

connect(myserialsthread,&SerialsThread::datareceived,this,&MainWindow::seriasreceiveTBupdate);

更新text browser的槽函数显示serialsreceivebuffer接收buffer，当buffer超过一定行数时，要清空text browser，当数据很多的时候，如果不清空的话，程序会异常。

void MainWindow::seriasreceiveTBupdate()
{
    //ui->ReceiveTB->insertPlainText(QString(serialsreceivedata));
    ui->ReceiveTB->setText(QString(serialsreceivebuffer));
    if(ui->ReceiveTB->document()->lineCount()>20)//当textbrowser行数超过20行后，清空textbrowser
    {
        ui->ReceiveTB->clear();
        serialsreceivebuffer.clear();
    }
}

常见的问题

跨线程对象创建对象

利用继承QThread类方法来新建线程很容易出现跨线程对象创建对象的问题。例如，如果想实现在开启事件循环前，对打开的串口发送个''connect success''的字符串，我们这样写。

SerialsThread::SerialsThread()
{
    myQSerialPort=new QSerialPort();
}
void SerialsThread::run()
{
//这边做设置串口，和打开串口的操作，省略不写
	connect(myQSerialPort,&QSerialPort::readyRead,this,&SerialsThread::receivedata);
    myQSerialPort->write("connected");
    exec();
}

这时就会报如下警告，意思是，不能在子线程中为主线程的父对象创建子对象。

QObject: Cannot create children for a parent that is in a different thread.
(Parent is QSerialPort(0x2dd4c40), parent’s thread is QThread(0x1c9650), current thread is SerialsThread(0x2dd4c00)

出现这个问题的原因是，在构造函数中实例化了myQSerialPort对象，因为SerialsThread这个类我们是在主线程的MainWindow构造函数里实例化的。QThread的特性是，除了run函数里运行的代码是属于子线程的，其他的都属于创建它的线程，也就是主线程。所以myQSerialPort是属于主线程的，我们调用write时，会为myQSerialPort这个对象创建子对象，这时就会报出这个警告。
如果不调用write，调用上文讲到的串口设置和打开方法，或者readAll方法，是不会出现这个问题的，因为这些方法没有创建子对象。

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    //user
    myserialsthread = new SerialsThread();
}

其实要更改也很简单，一种是不要在子线程里调用write，第二种是将实例化的操作放进run里。

SerialsThread::SerialsThread()
{
    //myQSerialPort=new QSerialPort();
}
void SerialsThread::run()
{
	myQSerialPort=new QSerialPort();
//这边做设置串口，和打开串口的操作，省略不写
	connect(myQSerialPort,&QSerialPort::readyRead,this,&SerialsThread::receivedata);
    myQSerialPort->write("connected");
    exec();
}

这里的exec()事件循环很重要，如果不使用的话，会出现，myQSerialPort->write("connected")返回7，表示已经写入7个字节，但接收的串口却没有任何东西收到。根据官方文档，这是因为，QIODevice的通讯是异步的，调用write时，只是将字节成功写入了缓存区，但没有实际写入设备，只有到事件循环返回时，才会写入设备。这个问题，这个博客讲的很好，传送们。

Certain subclasses of QIODevice, such as QTcpSocket and QProcess, are asynchronous. This means that I/O functions such as write() or read() always return immediately, while communication with the device itself may happen when control goes back to the event loop.