Qt:多线程--子线程间通讯
一、基于Qt多线程的实现:
使用qt实现多线程有两种方式:
第一种:继承QThread类:
- 子类化**
QThread
**类得到类A - 重写
run()
函数(run函数为虚函数),一般可以在run函数中给定一个while循环或者for循环 - 通过实例化得到A的对象a,通过
QThread::start()
函数来启动线程
例如:
a.子类化QThread
class A:public QThread
{Q_OBJECT
public:void run() override{emit sendfromA(4);qDebug()<<"A ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}public slots:void get_B(int a){qDebug()<<"A get B signal:"<<a<<endl;sleep(1);qDebug()<<"A::get_B ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}
signals:void sendfromA(int a);
};
b.启动线程A:
A *a=new A;
a->start();
c.相关函数:
具体参考QT的官方文档
QThread::start() 开始线程
QThread::quit() 退出线程事件循环
QThread::exit() 退出线程事件循环
QThread::wait() 等待线程退出,线程阻塞
QThread::terminate() 终止线程,所有的事件被停止(该函数较危险,一般使用quit函数)
QThread::started() 和 QThread::finished() QThread 在启动和结束时发出的信号
QThread::sleep(), msleep(), and usleep() second, millisecond, and microsecond:秒、毫秒、微秒
QThread::currentThreadId() and currentThread() 第一个返回线程的ID号,第二个返回QThread的指针
d.线程的退出:
aThread->quit()
//aThread->terminate();
aThread->wait();
delete aThread;
第二种:继承QObject类(相比于前者更加灵活):
- 子类化**
QObject
**类得到类C - 设定槽函数,slots函数
- 通过函数**
QObject::moveToThread
**到一个QThread实例化的对象mainThread
- 通过**
QObject::connect
**函数连接槽函数和信号函数 - 通过
mainThread
调用start()
函数来启动线程
例如:
官方例程:
class Worker : public QObject{Q_OBJECTpublic slots:void doWork(const QString ¶meter) {QString result;/* ... here is the expensive or blocking operation ... */emit resultReady(result);}signals:void resultReady(const QString &result);};class Controller : public QObject{Q_OBJECTQThread workerThread;public:Controller() {Worker *worker = new Worker;worker->moveToThread(&workerThread);connect(&workerThread, &QThread::finished, worker, &QObject::deleteLater);connect(this, &Controller::operate, worker, &Worker::doWork);connect(worker, &Worker::resultReady, this, &Controller::handleResults);workerThread.start();}~Controller() {workerThread.quit();workerThread.wait();}public slots:void handleResults(const QString &);signals:void operate(const QString &);};
a.实例化QObject 对象C
class C:public QObject
{Q_OBJECT
public:C(){}
public slots:void getFromD(){qDebug()<<"C::getFromD ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}void init(){qDebug()<<"init"<<endl;}
};
信号与槽连接:
首先是创建D类
class D:public QThread
{Q_OBJECT
public:D(){}void run() override{emit sendfromD();qDebug()<<"D ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}
signals:void sendfromD();
};
QThread *mainThread=new QThread;C *c_Object = new C;D *d_Thread = new D;c_Object->moveToThread(mainThread);QObject::connect(mainThread,&QThread::started,c_Object,&C::init);QObject::connect(mainThread, &QThread::finished, c_Object, &QObject::deleteLater);QObject::connect(d_Thread,&D::sendfromD,c_Object,&C::getFromD);
b.启动线程C:
mainThread->start()
c.相关函数:
QObject::moveToThread() 将Object移动到线程thread中
QObject::deleteLater() 释放QObject对象,一般连接finished()
信号函数 和QObject::deleteLater()
.槽函数
d.线程的退出:
c_Object->deleteLater(); //一定要在QThread线程退出之前
mainThread->quit();
mainThread->wait()
也可以使用QThread::finished
信号:(当线程结束的时候可以直接释放QObject)
QObject::connect(mainThread, &QThread::finished, c_Object, &QObject::deleteLater);
二、子线程间的通讯:
1.主线程和次线程之间的通讯
主线程和次线程之间的通讯基本没什么问题,一般通过信号与槽的方式来实现,通过QObject::connect
函数来实现信号与槽的连接。一般有两种形式:
第一种形式:
使用SIGNAL
和SLOT
关键字申明,这种方式可以连接大多数的信号与槽,包括连接私有的槽信号,例如:
MyThread *aThread = new MyThread(0);
MyThread *bThread = new MyThread(1);
QObject::connect(aThread,SIGNAL(send(int)),bThread,SLOT(get(int)),Qt::AutoConnection);
其中注意使用这种方法的时候要保证没有形参,例如下列方法是错误的:
QObject::connect(aThread,SIGNAL(send(int num)),bThread,SLOT(get(int num)),Qt::AutoConnection);
另外,如果利用了Qt默认的类型(float int double)之外,需要使用qRegisterMetaType
来进行注册:(如利用OpenCV的Mat传递参数)
qRegisterMetaType<Mat>("Mat");
第二种形式:
通过指针和传递函数地址:
QObject::connect(aThread,&A::send,bThread,&B::get,Qt::AutoConnection);
这种方式方便快捷,但不能连接私有的槽信号private slots:
,所以如果定义了私有槽函数,推荐使用第一种方式,但一般来说推荐将槽函数设置为公有public
连接方式:
Qt::DirectConnection
直接连接,当发射信号的时候,直接执行槽函数,接收对象的槽函数和发射信号在同一个线程;
Qt::QueuedConnection
队列连接,发射的信号放到消息队列中(这种方式是安全的);
Qt::BlockingQueuedConnection
和Qt::QueuedConnection
连接类似,会阻塞等待槽函数被执行完毕,错误的使用可能会导致程序出现致命的卡死;
Qt::AutoConnection
自动连接,根据signal和slot是否在同一线程自动选择Qt::DirecConnection
和Qt::QueuedConnection
2.子线程之间的通讯
很多人在子线程通讯中会出现发出信号后槽函数无法响应的情况,一般的解决方法有三种:
第一种:
最直接和最简单的方式就是把连接方式改为Qt::DirectConnection
,例如线程A和线程B通讯:
class A:public QThread
{Q_OBJECT
public:void run() override{emit sendfromA(4);qDebug()<<"A ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}public slots:void get_B(int a){sleep(1);qDebug()<<"A::get_B ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}
signals:void sendfromA(int a);
};class B:public QThread
{Q_OBJECT
public:B::B(){}void run() override{emit sendfromB(5);qDebug()<<"B ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}public slots:void get_A(int b){//延迟以证明线程是先执行槽函数后跳出再执行run函数后面的语句sleep(1);qDebug()<<"B::get_A ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;}
signals:void sendfromB(int b);
};
main函数:
A *aThread=new A;
B *bThread=new B;
QObject::connect(aThread,SIGNAL(sendfromA(int)),bThread,SLOT(get_A(int)),Qt::DirectConnection);
QObject::connect(bThread,SIGNAL(sendfromB(int)),aThread,SLOT(get_B(int)),Qt::DirectConnection);qDebug()<<"Main ID:"<<QThread::currentThreadId()<<endl;
aThread->start();
bThread->start();
aThread->wait();
bThread->wait();
delete aThread;
delete bThread;
执行结果:
DirectConnection的方式是实现子线程通讯最简单的,它会让对应的槽函数在发射信号的线程中进行,即线程号相同,我们从中可以看出,发射信号B的线程号为0x203c,槽信号所在线程也为0x203c。这两个线程和主线程号不相同,即相当于是两个子线程。
最后这样就实现了子线程间利用信号与槽的方式通讯。
第二种:
原理和第一种一样。利用moveToThread
函数(moveToThread
函数不是全部将函数移动到新线程中,而是将槽函数放到新线程中来运行),将aThread
的槽函数依附到bThread
线程中,同理,将bThread
的槽函数依附到aThread
线程中,这样,由于选择Qt::AutoConnection
,它会判断是否在同一进程,由于moveToThread
这样的设置所以这时候就会自动选择为Qt::DirecConnection
,所以和第一种方式一样。
//a作为接受者aThread->moveToThread(bThread);//b作为接收者bThread->moveToThread(aThread);QObject::connect(aThread,SIGNAL(sendfromA(int)),bThread,SLOT(get_A(int)),Qt::AutoConnection);QObject::connect(bThread,SIGNAL(sendfromB(int)),aThread,SLOT(get_B(int)),Qt::AutoConnection);
运行结果:
可以看到槽函数和发射信号的线程为同一个。
第三种:
第三种方式最粗暴,直接使用全局变量或共享内存或者类静态成员变量来进行通信操作,同时使用QMutex类来实现对变量的互斥读写:
QMutex m_lock;
QMutexLocker locker(&m_lock);
...
QMutexLocker
会在其局部周期结束时释放控制权,是Qt提供的一种较为方便的实现读写互斥的类。
当然也可以使用:
QMutex m_lock;
m_lock.lock();
...
m_lock.unlock();
实现互斥
所以,通过以上三种方式就可以实现子线程间的通讯了。
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