【Qt基本功修炼】Qt线程的两种运行模式

2024-02-03 05:28

本文主要是介绍【Qt基本功修炼】Qt线程的两种运行模式,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. 前言

QThread是Qt中的线程类,用于实现多线程运行。

QThread有两种工作模式,即

  • 消息循环模式
  • 无消息循环模式

两种模式分别适用于不同的场景。下面我们将从多个方面,讲解QThread两种工作模式的区别。

2. 消息循环模式

2.1 实现原理

QThread::run中的代码是在子线程中运行的。

QThread::run是虚函数,从它的默认实现的中可以看到,在QThread::run中启动了一个QEventLoop,即事件循环。部分源码如下所示(文件路径Qt5.9.9\5.9.9\Src\qtbase\src\corelib\thread\qthread.cpp):

QThread::run()
其中,

QThread::exec()

有了事件循环,子线程就可以像UI线程(即主线程)一样,进行消息处理。

2.2 使用方法

设worker是QObject子类的一个对象,具有信号和槽。如何让worker的槽函数运行于子线程中?可以使用 QObject::moveToThread()函数来将worker对象关联到某个子线程中。典型的写法如下:

QThread *thread = new QThread(this); // 线程对象
Worker *worker = new Worker(this); // 工人对象
worker->moveToThread(thread); // worker-thread 关联
thread->start(); // 启动线程

此后,通过Qt::AutoConnection/Qt::QueuedConnection/Qt::BlockQueuedConnection方式连接到worker的信号一旦被触发,Qt内部就会向worker所在子线程插入一条消息,等到消息循环处理到这条消息时,worker的槽函数会在子线程中被执行。

同理,若worker的某个信号通过Qt::AutoConnection/Qt::QueuedConnection/Qt::BlockQueuedConnection方式连接到主线程的一个对象的槽函数上,当此信号触发时,Qt也会向主线程的消息队列中插入一条消息。当主线程的消息循环处理到这条消息时,主线程对象的槽函数会在主线程中被执行。

简而言之,消息循环模式下,线程之间进行信号槽通信,通常都是由消息机制实现的,并且槽函数是在对象的关联线程中执行的。

2.3 线程退出方法

在消息循环模式下,通过调用QThread::quit() 或 QThread::exit() 方法,可以在对应线程的消息队列中插入一条退出消息,等到此条退出消息被处理时,QEventLoop::exec()返回,即消息循环退出。随后,QThread::run()函数也会退出,线程停止,线程资源被释放。相关Qt源码如下:

QThread::quit()

QThread::exit()

通过停止消息循环来停止线程,是一个异步操作。因为消息循环可能忙于执行某个函数,而无法处理退出消息,这就导致线程的退出时间不确定。所以,QThread::quit()通常和QThread::wait() 在主线程中搭配调用,以实现主线程等待子线程退出。等待时长可以由用户根据实际情况来设置。如果线程退出时间过长,则需要对耗时长的函数进行优化,以实现快速退出的效果。当然如果消息循环空闲,则退出消息会很快得到处理,消息循环和线程会很快退出。

3. 无消息循环模式

3.1 实现原理

用户继承 QThread并重载 QThread::run(),即可使默认的消息循环失效,用户将需要在子线程执行的代码全部写在重载的run()函数内。在这种模式下,只有重载的 run() 函数是在子线程中运行的。弄清楚这一点,才能准确判断一段代码的执行线程。

3.2 使用方法

示例代码如下:

class MyThread : public QThread
{
protected:virtual void run(){// process code here}
}

创建和启动线程:

 MyThread *thread = new MyThread(this);thread->start();

3.3 线程退出方法

因为没有消息循环,所以通过抛退出消息来使线程退出的QThread::quit()函数会失效。有两种退出/停止线程的方法:强制退出和正常退出。

3.3.1 强制退出

使用 QThread::terminate() 函数,可以让操作系统强制停止线程的执行。 调用 QThread::terminate() 后,线程不一定会立即退出,退出时间取决于操作系统。主线程可以调用 QThread::wait() 来等待线程退出。

正如 Qt 文档中所说,强制退出线程会导致资源来不及释放和清理,这会导致软件不稳定,非必要不使用。

3.3.2 正常退出

如果想要让线程正常退出,那么就需要在 QThread::run() 函数中插桩检测停止标记。一旦停止标记为真,则停止当前的工作,做好现场清理和资源释放,然后令 QThread::run() 函数返回即可。同时对外提供停止接口,用于设置停止标记。

示例代码如下:

class MyThread : public QThread
{
protected:virtual void run(){do{// 插桩检测停止标记if (m_stop_flag)break;// process code here// 插桩检测停止标记if (m_stop_flag)break;// process code here// 插桩检测停止标记if (m_stop_flag)break;// process code here} while (0);// 清理现场和资源clean();}// 对外提供停止接口void stop(){m_stop_flag = true;}private:bool m_stop_flag = false;
}

调用stop()接口以后,线程不会立即退出,需要调用 QThread::wait() 来等待线程退出。通过控制插桩位置和频率,可以控制线程退出的速度。停止代码如下:

thread->stop(); // 停止线程
thread->wait(2000); // 等待线程退出,不超过2s

4. 结语

在项目中,我们需要根据实际需求选择正确的线程运行模式,合理地实现软件功能,同时提高导致软件的稳定性和可靠性。

以上是Qt线程的基本使用方法,可以满足基本的使用需求。但用起来还是稍显麻烦。在此基础上,Qt Concurrent模块提供了启动线程的其他简便方式及高级用法,但万变不离其宗,打牢基础以后,学习高级用法会非常简单。对于Qt Concurrent模块,我们将在后面的文章进行讲解。

这篇关于【Qt基本功修炼】Qt线程的两种运行模式的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/673102

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