QThread使用方法
QThread使用方法
昨天不小心看到Qt开发人员( Bradley T. Hughes)Blog中的一片文章 you are-doing-it-wrong 。结果看得头昏脑胀:好歹也自学了近1年的Qt,也一直很小心、很认真地阅读Qt和manual和例子等资料,却被突然告知,QThread的正确使用方法是一种自己从没见过,而且Qt manual、example、书籍中都没有提到过的一种方法。到底怎么了。莫非manual、exmaple以及资料中的介绍都是错的??认真看看其他的人的评论,总算理清了一点头绪。所有事情源于 QThread 的事件循环!
QThread 的两种使用方法:
1. 不使用事件循环。这是官方的 Manual 、example 以及相关书籍中都介绍的一种的方法。
- 子类化 QThread;
- 重载 run 函数,run函数内有一个 while 或 for 的死循环;
- 设置一个标记为来控制死循环的退出。
2. 使用事件循环。(博客 you are-doing-it-wrong 批驳的就是这种情况下的一种用法。)
- 子类化 QThread;
- 重载 run 使其调用 QThread::exec();
- 并为该类定义信号和槽,这样一来,由于槽函数并不会在新开的 thread 运行,很多人为了解决这个问题在构造函数中调用 moveToThread(this); 而争论和不解正是这样的一条语句造成的。
Bradley T. Hughes 给出说明是: QThread 应该被看做是操作系统线程的接口或控制点,而不应该包含需要在新线程中运行的代码。需要运行的代码应该放到一个QObject的子类中,然后将该子类的对象moveToThread到新线程中。
另外:在Qt4.3(包括)之前,run 是虚函数,必须子类化QThread来实现run函数。而从Qt4.4开始,qthreads-no-longer-abstract ,run 默认调用 QThread::exec() 。这样一来不需要子类化 QThread 了,只需要子类化一个 QObject 就够了,这正是被 Bradley T. Hughes推荐的方法。
终于看懂了,但不管怎么说,都应该是 QThread 当初的设计导致的这种问题,而所有文档和例子中都没有提到该如何使用Qthread 进一步加剧了对QThread的这种误用。
相关链接:
http://labs.qt.nokia.com/blogs/2010/06/17/youre-doing-it-wrong/
http://labs.qt.nokia.com/blogs/2006/12/04/threading-without-the-headache/
http://labs.qt.nokia.com/blogs/2007/07/05/qthreads-no-longer-abstract/
http://gitorious.org/qthreadhowto/qthreadhowto/trees/master
http://blog.exys.org/entries/2010/QThread_affinity.html
http://thesmithfam.org/blog/2010/02/07/talking-to-qt-threads/
QThread 使用探讨
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
* All rights reserved.*/
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/QThread>
#include <QtCore/QDebug>
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:" <<currentThreadId();
}
protected:
void run()
{
qDebug()<<"thread thread:"<<currentThreadId();
exec();
}
};
#include "main.moc"
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();
Thread thread;
Dummy dummy;
QObject::connect(&dummy, SIGNAL(sig()), &thread, SLOT(slot_main()));
thread.start();
dummy.emitsig();
return a.exec();
}
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
* All rights reserved.*/
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/QThread>
#include <QtCore/QDebug>
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:" <<currentThreadId();
}
signals:
void sig();
protected:
void run()
{
qDebug()<<"thread thread:"<<currentThreadId();
Dummy dummy;
connect(&dummy, SIGNAL(sig()), this, SLOT(slot_thread()));
dummy.emitsig();
exec();
}
};
#include "main.moc"
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();
Thread thread;
thread.start();
return a.exec();
}
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。但同样,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
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
* All rights reserved.*/
#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QtCore/QObject>
#include <QtCore/QThread>
#include <QtCore/QDebug>
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:" <<QThread::currentThreadId();
}
};
#include "main.moc"
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
qDebug()<<"main thread:"<<QThread::currentThreadId();
QThread thread;
Object obj;
Dummy dummy;
obj.moveToThread(&thread);
QObject::connect(&dummy, SIGNAL(sig()), &obj, SLOT(slot()));
thread.start();
dummy.emitsig();
return a.exec();
}
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。
参看:
http://doc.qt.nokia.com/4.7/threads-starting.html
http://doc.qt.nokia.com/4.7/threads-qobject.html
http://doc.qt.nokia.com/4.7/qthread.html
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