Qt-互斥量-临界区-QMutex-QMutexLocker-QReadWriteLock

在Qt中，互斥量（Mutex）是用于同步多线程访问共享资源的一种机制。临界区（Critical Section）是指一段必须由单个线程执行的代码区域，防止多个线程同时执行这段代码而导致数据不一致或竞态条件。

1.QMutex

QMutex 是Qt提供的互斥量类，它实现了互斥锁的功能。当一个线程对某个资源进行访问时，可以使用QMutex进行锁定，这样其他尝试获取该锁的线程将被阻塞，直到拥有锁的线程释放它。例如：

QMutex mutex;
...
mutex.lock();
// 临界区开始
// 对共享资源进行操作
...
mutex.unlock(); // 临界区结束，释放锁

2.QMutexLocker

QMutexLocker 是Qt提供的一种便捷类，用于自动管理QMutex对象的锁定和解锁过程，可以有效避免忘记解锁互斥量导致的死锁问题。使用QMutexLocker后，会在构造时自动调用lock()锁定互斥量，并在析构时（如离开作用域）自动调用unlock()来释放互斥量，大大简化了代码：

QMutex mutex;
...
{
    QMutexLocker locker(&mutex); // 构造时自动锁定
    // 临界区开始
    // 安全地访问共享资源
    ...
} // locker析构时自动解锁，确保互斥量在离开临界区时得到释放

通过这种方式，QMutexLocker能够帮助开发者以更安全、简洁的方式来实现线程间的同步控制。

3.QReadWriteLock

QReadWriteLock 是Qt中提供的一种更为灵活的锁机制，它允许更高的并发性，因为它区分了读锁和写锁。

在一个多线程环境下，通常会有多个读取者线程同时访问共享资源（但不能同时有写入者），而写入者线程在进行写操作时需要独占资源。QReadWriteLock就为此类场景设计：

1. 读锁（Read Lock）：允许多个线程同时获取读锁，只要没有线程持有写锁。这意味着当没有写入操作时，读取操作可以并行执行，提高了系统的并发性能。

QReadWriteLock readWriteLock;
...
{
    QReadLocker reader(&readWriteLock);
    // 读取临界区，多个读取者可同时进入
    // 安全地读取共享资源
} // 退出作用域时自动释放读锁

2. 写锁（Write Lock）：写锁是独占的，一旦一个线程获取了写锁，其他任何线程（无论是读取还是写入请求）都无法再获取锁，直到该线程释放写锁为止。

QReadWriteLock readWriteLock;
...
{
    QWriteLocker writer(&readWriteLock);
    // 写入临界区，仅允许单个写入者进入
    // 安全地修改共享资源
} // 退出作用域时自动释放写锁

通过合理使用QReadWriteLock，可以在保证数据一致性的同时，提高程序的并发处理能力。