Qt修炼手册11_多线程编程和QThread类

本文主要是介绍Qt修炼手册11_多线程编程和QThread类，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1.事件循环

学习QT多线程编程之前，有必要先熟悉事件循环的概念。

先看一个单线程界面程序的主函数代码：
int main(int argc, char* argv[])
{QApplication app(argc,  argv);// 构造主窗口对象并显示MainWindow w;w.show();　// 进入事件循环return app.exec();
}
在程序初始化完成后，主线程进入main()函数开始执行应用代码。一般地，我们在主线程上构建界面对象，然后进入事件循环以处理控件绘制、用户输入、系统输出等消息。这就是我们通常说的事件驱动模型。
这里需要提一个问题，为什么需要多线程编程？
多线程编程旨在提高人机交互的感受。主线程承担着用户交互的重任，当在主线程上运行费时的代码时，就会影响用户的正常操作。所以我们常把一些费时费力的计算工作移出主线程，开辟新的线程来运行之。

QThread是QT中用于线程管理的类，调用一个QThread对象的start()方法时，会创建一个新的线程并执行它的run()方法。默认地，run()会调用exec()方法进入自己的消息循环中。如下图所示：

上图中有主线程、工作线程都是执行事件循环，并且注意到主线程内部含有thr、w、objs这些QObject对象（这些对象都是在主线程上创建的）。主线程的事件循环负责检测这些对象是否有消息要处理，有的话则调用对象的slot方法。可以使用QObject::moveToThread方法将某个对象移到其他线程中，譬如：
class Worker : public QObject {Q_OBJECT…
}void someFunc()
{QThread thr = new QThread;Worker worker = new Worker;worker->moveToThread(thr);thr->start();…
}
如果在主线程上调用someFunc()，则thr和worker在创建后关联在主线程上，当调用worker-> moveToThread()后，worker对象关联到了新的线程中，如图所示：

2.QThread类

2.1 类基础

QThread类可以不受平台影响而实现线程。QThread提供在程序中可以控制和管理现成的多种成员函数和信号/槽。通过QThread类的成员函数start()启动线程。
class Worker : public QObject
{Q_OBJECT
public slots:void doWork(){......}
};void MyObject::putWorkerInThread()
{Worker *worker = new Worker;QThread *workerThread = new QThread(this);connect(workerThread, &QThread::started, worker, &Worker::doWork);connect(workerThread, &QThread::finished,worker, &Worker::deleteLater);worker->moveToThread(workerThread);//开始进行事件循环，并发射信号workerThread->start();workerThread->start();
}
上述代码中，Worker类的槽与启动分离线程时发送的信号、线程终止时发送的信号相关联。如果我们启动了线程，就会调用Worker类的槽函数doWork()。
换言之，如果运行putWorkerInThread()的函数start()，那么就相当于发送了线程的启动信号（QThread::started），根据定义的信号-槽，程序就会调用与函数connect()相关联的Worker类的槽函数doWorker()。如果结束线程，则自动发送QThread::finished信号，发送此信号后，立即释放Worker使用过的线程内存区域。

QThread通过信号函数started()和finished()通知开始和结束，并查看线程状态。可以确认究竟是使用函数isfinished()信号终止线程，还是使用函数isRunning()启动线程。使用函数exit()和quit()可以结束线程。

2.2 多线程初步

如果使用多线程，有时需要等到所有线程终止。此时，使用函数wait()即可。线程中，使用成员函数sleep()、msleep()、usleep(）可以暂停秒、毫秒及微秒单位的线程。

3.QThread使用的内存区域

QThread使用的内存区域分为线程私有区域和共享内存区域。线程内部使用的寄存器区域只能在线程内部共享。共享数据区域可以访问其他线程。

线程内部使用的寄存器和栈区域如下图所示：

线程内部共享区域虽然不能访问其他线程，但栈区域可以在线程间共享。因此，如果实现多种线程访问栈区域，需要注意互斥体，读写锁等线程的安全性。

3.多线程编程实例与解析

widget.h

#ifndef WIDGET_H
#define WIDGET_H#include <QtWidgets/QWidget>
#include "ui_widget.h"
#include <QThread>
#include <QPushButton>
#include <QMutex>
class MyThread : public QThread
{Q_OBJECT
public:MyThread(int num);
private:bool threadStop;int number;QMutex mutex;
public:void stop();
protected:void run();
};
/
class widget : public QWidget
{Q_OBJECT
public:widget(QWidget *parent = 0);~widget();MyThread *thread1;MyThread *thread2;
private slots:void btn_start();void btn_stop();void btn_isRunning();void btn_isFinished();
private:Ui::widgetClass ui;
};#endif // WIDGET_H

widegt.cpp

#include "widget.h"
MyThread::MyThread(int num)
{	number = num;	}void MyThread::stop()
{threadStop = true;qDebug("[%d] Thread stop", number);
}void MyThread::run()
{threadStop = false;int i = 0;while(!threadStop){mutex.lock();qDebug("[%d] MyThread %d", number, i);i++;sleep(1);mutex.unlock();}
}///
widget::widget(QWidget *parent): QWidget(parent)
{ui.setupUi(this);thread1 = new MyThread(1);thread2 = new MyThread(2);QPushButton *btn_start = new QPushButton("START", this);btn_start->setGeometry(10, 10, 80, 40);QPushButton *btn_stop = new QPushButton("STOP", this);btn_stop->setGeometry(100, 10, 80, 40);QPushButton *btn_isRunning = new QPushButton("IsRunning", this);btn_isRunning->setGeometry(200, 10, 100, 40);QPushButton *btn_isFinished = new QPushButton("IsFinished", this);btn_isFinished->setGeometry(310, 10, 100, 40);connect(btn_start,      SIGNAL(clicked()), this, SLOT(btn_start()));connect(btn_stop,       SIGNAL(clicked()), this, SLOT(btn_stop()));connect(btn_isRunning,  SIGNAL(clicked()), this, SLOT(btn_isRunning()));connect(btn_isFinished, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(btn_isFinished()));
}void widget::btn_start()
{thread1->start();thread2->start();
}void widget::btn_stop()
{thread1->stop();thread2->stop();
}void widget::btn_isRunning()
{if(thread1->isRunning())qDebug("[1] Thread is running");elseqDebug("[1] Thread is not running");if(thread2->isRunning())qDebug("[2] Thread is running");elseqDebug("[2] Thread is not running");
}void widget::btn_isFinished()
{if(thread1->isFinished())qDebug("[1] Thread Finish");elseqDebug("[1] Thread not Finish");if(thread2->isFinished())qDebug("[2] Thread Finish");elseqDebug("[2] Thread not Finish");
}widget::~widget()
{}

输出结果：