多线程中数据的并发访问与保护
在多线程编程中,不可避免地要对一些共享的数据进行访问。由于线程之间对共享数据的访问是独立的,任何一个线程都可对共享数据进行访问和修改,且它们之间是异步并发进行的,特别是当需要对共享数据进行修改时,就会产生数据不一致的问题,为此,需要一种保护机制,来限制线程之间的并发访问,以保护共享的数据。
在Qt多线程应用程序中,需要对多个线程进行同步。Qt提供了如下几个同步类:QMutex,QReadWriteLock, QSemaphore以及QWaitCondition。
QMutex
QMutex类提供了一个保护变量或一个代码区的方法,使得每次仅有一个线程能对其进行访问。该类提供了lock()方法用于锁位mutex,以及unlock()函数用于解锁。另外,还提供了tryLock()方法,它与lock()方法的一个重要区别在于如果mutex已经被锁定,它将立即返回而不是阻塞。代码示例如下:
void Thread::run()
{forever {mutex.lock();if (stopped) {stopped = false;mutex.unlock();break;}mutex.unlock();cerr << qPrintable(messageStr);}cerr << endl;
}
Qt同时也提供了一个帮助类QMutexLocker用于简化mutex的操作,代码示例如下:
void Thread::run()
{forever {{QMutexLocker locker(&mutex);if (stopped) {stopped = false;break;}}cerr << qPrintable(messageStr);}cerr << endl;
}
QReadWriteLock
在多个线程读取共享数据而仅有一个线程要修改共享数据的情况下,可以使用QReadWriteLock类,它可以保证并发对数据的读操作而不会对性能产生负面影响。代码示例如下:
void ReaderThread::run()
{...lock.lockForRead();access_data_without_modifying_it(&data);lock.unlock();...
}
同样,Qt也提供了一个相应的类QReadLocker和QWriteLocker来简化QReadWriteLock的操作。
QSemaphore
QSemaphore是一种更通用的mutex,除了读/写锁外,信号量还可用于监视一定数目的相同资源。如下的代码片段显示了QSemaphore和QMutex之间的对应关系:
QSemaphoresemaphore(1); | QMutex mutex; semaphore.acquire(); | mutex.lock(); semaphore.release(); | mutex.unlock(); |
通过传递1构造函数,表示该信号量控制单个资源。信号量的一大优点就是通过传递一个大于1的数,我们可以调用acquire()函数多次以获得许多资源,代码示例如下:
QSemaphore s( 10 );
s.acquire(); // s.available() = 9
s.acquire(5); // s.available() = 4
s.release(2); // s.available() = 6
s.release(); // s.available() = 7
s.release(5); // s.available() = 12
s.tryAcquire(15); // s.available() = 12
线程之间的通信
除了通过共享数据来在多个线程之间进行通信外,还可以使用信号与槽的机制实现线程之间的通信。
多线程编程中注意点
子QObject必须在它的父线程中创建。
特别地,在非主线程中创建的对象不能将QThread对象作为它们的父类,因为线程对象是在另一个线程中创建的。
必须先删除在一个线程中创建的所有QObject对象,然后删除线程对象本身。
QObject必须在创建它的线程中删除。
非GUI的QObject子类,如QTimer,QProcess以及网络类都是可重入的。可用在任何线程中,只要该线程有一个事件循环。对于非主线程,进入事件循环是通过调用QThread::exec()函数。
转载于:https://my.oschina.net/fuyajun1983cn/blog/263838
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