Qt 多线程之QObject::moveToThread

执行一个耗时的操作时，多线程是常用的选择，最常见的一个方式或许是继承QThread，然后实现其virtual void run()函数，又或者使用高级类，比如QtConcurrent。总之，好像“回字的四种写法”，当然不同情况下，每种方法各有优略而非孔乙己之纯属不知所云。

Qt的官方文档如下：

void QObject::moveToThread ( QThread * targetThread )

Changes the thread affinity for this object and its children. The object cannot be moved if it has a parent. Event processing will continue in the targetThread.

首先，这个耗时操作需在QObject的子类中实现，并且该QObject的parent为0。

下面的代码，是我最近一个工作的代码片段

namespace pst {
// 耗时操作具体执行的类
class Worker : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Worker(QObject* parent = 0);
    virtual ~Worker();
signals:
    void sglProgress(int val); // 进度信号，[0, 100],指示进度
    void sglFinished(); // 结束信号
public slots:
    // 开始执行耗时操作的槽函数，结束后调用deleteLater(),析构自己
    void start();
};
}

在具体执行这个耗时操作时的代码如下（我在项目中是在一个事件的槽函数中启动这个耗时操作）

typedef pst::Worker Worker;
void FrmMain::sltWork()
{
    Worker* worker = new Worker(0); // parent 需为0
    // 连接耗时操作进度和完成信号对应的槽函数
    connect(worker, SIGNAL(sglProgress(int)), this, SLOT(sltProgress(int)));
    connect(worker, SIGNAL(sglFinished()), this, SLOT(sltFinished()));
    QThread* thread = new QThread(0); // 开启一个新线程
    worker->moveToThread(thread);
    // worker需在线程启动后开启，这也是耗时操作的start()函数是槽函数的原因
    connect(thread, SIGNAL(started()), worker, SLOT(start()));
    // 耗时操作完成后，线程退出
    connect(worker, SIGNAL(sglFinished()), thread, SLOT(quit()));
    // 特别说明（1），看后面详细说明
    connect(thread, SIGNAL(finished()), thread, SLOT(deleteLater()));
    // 启动线程
    thread->start();
}

特别说明（1）：

防止内存泄漏，需要使用deleteLater()函数析构thread，常见的一个bug是这样造成的

connect(worker, SIGNAL(sglFinished()), thread, SLOT(deleteLater()));

看上去好像也没什么，其实，会是一个很不稳定的因素，如果线程相对简单，可以很快quit掉，程序仿佛可以正常运行，而事实上并不总是这样，以为worker的sglFinished()信号同时连接了thread的quit()和deleteLater()两个槽函数，如果quit()还没执行完成时，就执行deleteLater()，会造成软件的崩，或者Destroyed while thread is still running这样的bug()。因此，sglFinished()信号连接了线程quit()函数，线程正常退出后，会释放finished()信号，然后由finished()信号连接线程的deleteLater()槽函数，会使线程安全的退出并析构。

QThread 似乎是很难的一个东西，特别是信号和槽，有非常多的人(尽管使用者本人往往不知道)在用不恰当(甚至错误)的方式在使用 QThread，随便用google一搜，就能搜出大量结果出来。无怪乎Qt的开发人员 Bradley T. Hughes 声嘶力竭地喊you are-doing-it-wrong

和众多用户一样，初次看到这个时，感到 Bradley T. Hughes有 些莫名奇妙，小题大作。尽管不舒服，当时还是整理过一篇博客QThread 的使用方法

时间过去3个月，尽管依然没怎么用thread；但今天csdn论坛中有人问到这个问题，想想还是尽我所能整理一下吧。提升自己，方便他人，何乐而不为呢?

QThread东西还是比较多的，而且我对底层对象了解有限，仅就一点进行展开(或许是大家最关心的一点)：QThread中的slots在那个线程中执行？

QThread::run

run 函数是做什么用的？Manual中说的清楚：

• run 对于线程的作用相当于main函数对于应用程序。它是线程的入口，run的开始和结束意味着线程的开始和结束。

原文如下(这段话我们称为定理一吧)：

• The run() implementation is for a thread what the main() entry point is for the application. All code executed in a call stack that starts in the run() function is executed by the new thread, and the thread finishes when the function returns.

这么短的文字一眼就看完了，可是，这是什么意思呢？又能说明什么问题呢？看段简单代码：

class Thread:public QThread 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Thread(QObject* parent=0):QThread(parent){} 
public slots: 
    void slot() { ... } 
signals: 
    void sig(); 
protected: 
    void run() { ...} 
}; 
 
int main(int argc, char** argv) 
{ 
... 
    Thread thread; 
... 
}

对照前面的定理，run函数中的代码时确定无疑要在次线程中运行的，那么其他的呢？比如 slot 是在次线程还是主线程中运行？

你想说主线程，但又心有不甘，对么？

QObject::connect

涉及信号槽，我们就躲不过 connect 函数，只是这个函数大家太熟悉。我不好意思再用一堆废话来描述它，但不说又不行，那么折中一下，只看它的最后一个参数吧(为了简单起见，只看它最常用的3个值)

下面的列表，我们暂称为定理二:

• 自动连接(Auto Connection)
  • 这是默认设置
  • 如果信号在接收者所依附的线程内发射，则等同于直接连接
  • 如果发射信号的线程和接受者所依附的线程不同，则等同于队列连接
  • 也就是这说，只存在下面两种情况
• 直接连接(Direct Connection)
  • 当信号发射时，槽函数将直接被调用。
  • 无论槽函数所属对象在哪个线程，槽函数都在发射信号的线程内执行。
• 队列连接(Queued Connection)
  • 当控制权回到接受者所依附线程的事件循环时，槽函数被调用。
  • 槽函数在接收者所依附线程执行。

同前面一样，这些文字大家都能看懂。但含义呢？

不妨继续拿前面的例子来看，slot 函数是在主线程还是次线程中执行呢？

定理二强调两个概念：发送信号的线程 和 接收者所依附的线程。而 slot 函数属于我们在main中创建的对象 thread，即thread依附于主线程

• 队列连接告诉我们：槽函数在接受者所依附线程执行。即 slot 将在主线程执行
• 直接连接告诉我们：槽函数在发送信号的线程执行。信号在那个线程发送呢？？不定！
• 自动连接告诉我们：二者不同，等同于队列连接。即 slot 在主线程执行

太绕了？不是么（要彻底理解这几句话，你可能需要看Qt meta-object系统和Qt event系统）

怎么办呢？

如果上两节看不懂，就记住下面的话吧（自己总结的，用词上估计会不太准确）。

• QThread 是用来管理线程的，它所依附的线程和它管理的线程并不是同一个东西
• QThread 所依附的线程，就是执行 QThread t(0) 或 QThread * t=new QThread(0) 的线程。也就是咱们这儿的主线程
• QThread 管理的线程，就是 run 启动的线程。也就是次线程
• 因为QThread的对象依附在主线程中，所以他的slot函数会在主线程中执行，而不是次线程。除非：
  • QThread 对象依附到次线程中(通过movetoThread)
  • slot 和信号是直接连接，且信号在次线程中发射
• 但上两种解决方法都不好，因为QThread不是这么用的(Bradley T. Hughes)

好了，不再添加更多文字了，看代码，估计咱们都会轻松点

主线程(信号)QThread(槽)

这是 Qt Manual 和 例子中普遍采用的方法。 但由于manual没说槽函数是在主线程执行的，所以不少人都认为它应该是在次线程执行了。

• 定义一个 Dummy 类，用来发信号
• 定义一个 Thread 类，用来接收信号
  • 重载 run 函数，目的是打印 threadid

/*!
* \file main.cpp
*
* Copyright (C) 2010, dbzhang800
* All rights reserved.
*
*/

#include  
#include  
#include  
#include   
class Dummy:public QObject 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Dummy(){} 
public slots: 
    void emitsig() 
    { 
        emit sig(); 
    } 
signals: 
    void sig(); 
}; 
 
class Thread:public QThread 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Thread(QObject* parent=0):QThread(parent) 
    { 
        //moveToThread(this); 
    } 
public slots: 
    void slot_main() 
    { 
        qDebug()<<"from thread slot_main:" < 
  
然后看到结果(具体值每次都变，但结论不变)
 
  
main thread: 0x1a40 from thread slot_main: 0x1a40 thread thread: 0x1a48
 
  
看到了吧，槽函数的线程和主线程是一样的！
 
  
如果你看过Qt自带的例子，你会发现 QThread 中 slot 和 run 函数共同操作的对象，都会用QMutex锁住。为什么？
 
  
因为slot和run处于不同线程，需要线程间的同步！
 
  
如果想让槽函数slot在次线程运行(比如它执行耗时的操作，会让主线程死掉)，怎么解决呢？
 
  
 
   
注意：dummy信号是在主线程发射的， 接收者 thread 也在主线程中。
 
   
参考我们前面的结论，很容易想到: 
    
 
     
将 thread 依附的线程改为次线程不就行了？
 
     
这也是代码中注释掉的 moveToThread(this)所做的，去掉注释，你会发现slot在次线程中运行
 
    
 
  
 
  
 
  
main thread: 0x13c0 
thread thread: 0x1de0 
from thread slot_main: 0x1de0
 
  
这可以工作，但这是 Bradley T. Hughes 强烈批判的用法。推荐的方法后面会给出。
 
  
run中信号与QThread中槽
 
  
 
   
定义一个 Dummy 类，在run中发射它的信号 
    
 
     
也可以在run中发射 Thread 类中的信号，而不是Dummy（效果完全一样）
 
    
 
   
QThread 定义槽函数，重载run函数
 
  
 
  
/*!
* \file main.cpp
*
* Copyright (C) 2010, dbzhang800
* All rights reserved.
*
*/

#include  
#include  
#include  
#include  
 
class Dummy:public QObject 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Dummy(QObject* parent=0):QObject(parent){} 
public slots: 
    void emitsig() 
    { 
        emit sig(); 
    } 
signals: 
    void sig(); 
}; 
 
class Thread:public QThread 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Thread(QObject* parent=0):QThread(parent) 
    { 
        //moveToThread(this); 
    } 
public slots: 
    void slot_thread() 
    { 
        qDebug()<<"from thread slot_thread:" < 
  
想看结果么？
 
  
main thread: 0x15c0 
thread thread: 0x1750 
from thread slot_thread: 0x15c0
 
  
 
   
其实没悬念，肯定是主线程 
    
 
     
thread 对象本身在主线程。所以它的槽也在要在主线程执行
 
    
 
  
 
  
如何解决呢？
 
  
 
   
（方法一）前面提了 moveToThread,这儿可以用，而且可以解决问题。当同样，是被批判的对象。
 
   
（方法二）注意哦，这儿我们的信号时次线程发出的，对比connect连接方式，会发现： 
    
 
     
采用直接连接，槽函数将在次线程(信号发出的线程)执行
 
     
这个方法不太好，因为你需要处理slot和它的对象所在线程的同步。需要 QMutex 一类的东西
 
    
 
  
 
  
推荐的方法
 
  
千呼万唤始出来。
 
  
其实，这个方法太简单，太好用了。定义一个普通的QObject派生类，然后将其对象move到QThread中。使用信号和槽时根本不用考虑多线程的存在。也不用使用QMutex来进行同步，Qt的事件循环会自己自动处理好这个。
 
  
/*!
* \file main.cpp
*
* Copyright (C) 2010, dbzhang800
* All rights reserved.
*
*/

#include  
#include  
#include  
#include  
 
class Dummy:public QObject 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Dummy(QObject* parent=0):QObject(parent)     {} 
public slots: 
    void emitsig() 
    { 
        emit sig(); 
    } 
signals: 
    void sig(); 
}; 
 
class Object:public QObject 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Object(){} 
public slots: 
    void slot() 
    { 
        qDebug()<<"from thread slot:" < 
  
结果：恩，slot确实不在主线程中运行（这么简单不值得欢呼么？）
 
  
main thread: 0x1a5c 
from thread slot: 0x186c
 
  
其他
 
  
 
   
本文只考虑了使用事件循环的情况，也有可能run中没有事件循环。这时信号与槽会与本文有点差别。比如run中使用connect时，队列连接就受限制了。其实只要理解了前面这些，没有事件循环的情况很容易就想通了。