Qt多线程之QMutex

QMutex类提供的是线程之间的访问顺序化。

QMutex的目的是保护一个对象、数据结构或者代码段，所以同一时间只有一个线程可以访问它。（在Java术语中，它和同步关键字“synchronized”很相似）,(在Objective-C术语中，它和同步关键字“dispatch_sync”很相似)。例如，这里有一个方法打印给用户两条消息：

void someMethod()
{qDebug("Hello");qDebug("World");
}

如果同时在两个线程中调用这个方法，结果的顺序将是：

  HelloHelloWorldWorld

如果你使用了一个互斥量：

QMutex mutex;void someMethod()
{mutex.lock();qDebug("Hello");qDebug("World");mutex.unlock();}

用Java的术语，这段代码应该是：

void someMethod()
{synchronized {qDebug("Hello");qDebug("World");}
}

用Objective-C的术语，这段代码应该是：

 // 串行队列＋同步任务
- (void)serialSyn{dispatch_queue_t queue =dispatch_queue_create("serial",DISPATCH_QUEUE_SERIAL);dispatch_sync(queue, ^{NSLog(@"hello");NSLog(@"word");});});

然后同一时间只有一个线程可以运行someMethod并且消息的顺序也一直是正确的。当然，这只是一个很简单的例子，但是它适用于任何需要按特定频率发生的情况。

但你在一个线程中调用lock()，其它线程将会在同一地点试图调用lock()来阻塞，知道这个线程调用unlock()之后其它线程才会获得这个锁。lock()的一种非阻塞选择是tryLock()。

实验部分：

情形一：

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <Qthread>
#include <QTextStream>class MyThreadA : public QThread {
public:virtual void run();
};class MyThreadB: public QThread {
public:virtual void run();
};
int number=6;
void MyThreadA::run(){number *= 5;number /= 4;
}
void MyThreadB::run(){number *= 3;number /= 2;
}
int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication app(argc, argv);MyThreadA a;MyThreadB b;a.run();b.run();a.terminate();b.terminate();QTextStream out(stdout);out<<number;return app.exec();}

上述代码，很简单，写了两个线程，覆盖了QThread的纯虚函数run()，这两个重构的run方法都是对全局变量number的操作，

主函数中顺序调用这两个方法，a.run()执行后number为7,b.run()执行后为10。

情形二：

#include <QtCore/QCoreApplication>#include <Qthread>#include <QTextStream>class MyThreadA : public QThread {public:virtual void run();};class MyThreadB: public QThread {public:virtual void run();};int number=6;void MyThreadA::run(){number *= 5;sleep(1);number /= 4;}void MyThreadB::run(){number *= 3;sleep(1);number /= 2;}int main(int argc, char *argv[]){QCoreApplication app(argc, argv);MyThreadA a;MyThreadB b;a.start();b.start();a.wait();b.wait();QTextStream out(stdout);out<<number；return app.exec();}

运行结果：

number=11;

利用QThread的方法start()同是开启两个线程，值得注意的是wait()函数，不能等待自己，这个是用来多个线程交互的，所以不能当sleep()用。这个函数是在主线程中被调用的时候阻塞了主线程。如果想在外部让子线程暂停，最好的办法是在子线程中设置一个标志，在主线程中更改这个标志，并在子线程的run函数中判断，通过调用其保护函数sleep()来达到暂停的目的了。

查看源代码，即可有清楚的概念：

bool QThread::wait(unsigned long time){Q_D(QThread);QMutexLocker locker(&d->mutex);if (d->id == GetCurrentThreadId()) {qWarning("QThread::wait: Thread tried to wait on itself"); //当是自身时，直接返回falsereturn false;}if (d->finished || !d->running) //与这个线程对象关联的线程已经结束执行（例如从run函数返回）。如果线程结束返回真值。如果线程还没有开始也返回真值。return true;++d->waiters;locker.mutex()->unlock();bool ret = false;switch (WaitForSingleObject(d->handle, time)) { //调用win的对象处理函数case WAIT_OBJECT_0: //核心对象被激活，等待成功ret = true;break;case WAIT_FAILED:qErrnoWarning("QThread::wait: Thread wait failure");break;case WAIT_ABANDONED:case WAIT_TIMEOUT:default:break;}locker.mutex()->lock();--d->waiters;if (ret && !d->finished) { //虽然响应成功，但关联对象未结束执行// thread was terminated by someone elsed->terminated = true;QThreadPrivate::finish(this, false);}if (d->finished && !d->waiters) { //关联对象执行结束，并且等待数为零时，关闭句柄。CloseHandle(d->handle);d->handle = 0;}return ret;}

情形三：（Mutex 作用）

#include <QtCore/QCoreApplication>#include <Qthread>#include <QTextStream>#include <QMutex>class MyThreadA : public QThread {public:virtual void run();};class MyThreadB: public QThread {public:virtual void run();};QMutex mutex;int number=6;void MyThreadA::run(){mutex.lock();number *= 5;sleep(1);number /= 4;mutex.unlock();}void MyThreadB::run(){mutex.lock();number *= 3;sleep(1);number /= 2;mutex.unlock();}int main(int argc, char *argv[]){QCoreApplication app(argc, argv);MyThreadA a;MyThreadB b;a.start();b.start();a.wait();b.wait();QTextStream out(stdout);out<<number;return app.exec();}

运行结果：

number=10;

通过实验结果可以看出，QMutex保护了全局变量，同一时间只有一个线程可以访问它。

只得一提的是tryLock()的使用，若以上代码换为mutex.tryLock();那么执行结果可能为11，因为是试图锁定互斥量。如果锁被得到，这个函数返回真。如果另一个进程已经锁定了这个互斥量，这个函数返回假，而不是一直等到这个锁可用为止。

且不能添上sleep()函数，否则提示 "A mutex must be unlocked in the same thread that locked it."的运行错误。

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