Qt之QThread（深入理解）

简述

前面，我们介绍了QThread常用的两种方式：

  • worker-object
  • 子类化QThread

下面，我们首先来看看子类化QThread在日常中的应用。

  • 简述
  • 子类化QThread
  • 在主线程中更新UI
  • 正常结束线程
  • 更多参考

一般情况下，QThread进行耗时操作的同时会与UI进行交互，比如：显示进度、旋转等待。。。进行友好型的交互，让用户知道当前的操作。

子类化QThread

我们以更新进度条为例，来模拟一个耗时操作，并分享我们有可能在此过程中遇到的问题及解决办法。

首先，我们定义一个WorkerThread 类，让其继承自QThread，并重写run()函数，每隔50毫秒更新下当前的值，然后发射resultReady()信号（用于更新进度条）。

#include <QThread>

class WorkerThread : public QThread
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit WorkerThread(QObject *parent = 0)
        : QThread(parent)
    {
        qDebug() << "Worker Thread : " << QThread::currentThreadId();
    }

protected:
    virtual void run() Q_DECL_OVERRIDE {
        qDebug() << "Worker Run Thread : " << QThread::currentThreadId();
        int nValue = 0;
        while (nValue < 100)
        {
            // 休眠50毫秒
            msleep(50);
            ++nValue;

            // 准备更新
            emit resultReady(nValue);
        }
    }
signals:
    void resultReady(int value);
};

构建一个主界面，用于显示进度条。

class MainWindow : public CustomWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0)
        : CustomWindow(parent)
    {
        qDebug() << "Main Thread : " << QThread::currentThreadId();

        // 创建开始按钮、进度条
        QPushButton *pStartButton = new QPushButton(this);
        m_pProgressBar = new QProgressBar(this);

        //设置文本、进度条取值范围
        pStartButton->setText(QString::fromLocal8Bit("开始"));
        m_pProgressBar->setFixedHeight(25);
        m_pProgressBar->setRange(0, 100);
        m_pProgressBar->setValue(0);

        QVBoxLayout *pLayout = new QVBoxLayout();
        pLayout->addWidget(pStartButton, 0, Qt::AlignHCenter);
        pLayout->addWidget(m_pProgressBar);
        pLayout->setSpacing(50);
        pLayout->setContentsMargins(10, 10, 10, 10);
        setLayout(pLayout);

        // 连接信号槽
        connect(pStartButton, SIGNAL(clicked(bool)), this, SLOT(startThread()));
    }

    ~MainWindow(){}

private slots:
    // 更新进度
    void handleResults(int value)
    {
        qDebug() << "Handle Thread : " << QThread::currentThreadId();
        m_pProgressBar->setValue(value);
    }

    // 开启线程
    void startThread()
    {
        WorkerThread *workerThread = new WorkerThread(this);
        connect(workerThread, SIGNAL(resultReady(int)), this, SLOT(handleResults(int)));
        // 线程结束后，自动销毁
        connect(workerThread, SIGNAL(finished()), workerThread, SLOT(deleteLater()));
        workerThread->start();
    }

private:
    QProgressBar *m_pProgressBar;
    WorkerThread m_workerThread;
};

显然，主线程、Worker构造所在的线程、槽函数处于同一线程，而run()函数处于其它线程。

Main Thread : 0x34fc

Worker Thread : 0x34fc

Worker Run Thread : 0x4038

Handle Thread : 0x34fc

在主线程中更新UI

当连接方式改为“Qt::DirectConnection”时：

connect(workerThread, SIGNAL(resultReady(int)), this, SLOT(handleResults(int)), Qt::DirectConnection);

会出现以下错误：

ASSERT failure in QCoreApplication::sendEvent: “Cannot send events to objects owned by a different thread. Current thread e346e8. Receiver customWidget’ (of type ‘MainWindow’) was created in thread 4186a0”, file kernel\qcoreapplication.cpp, line 553

这时，线程的运行情况如下所示：

Main Thread : 0x2c6c

Worker Thread : 0x2c6c

Worker Run Thread : 0x4704

Handle Thread : 0x4704

也就是说，run()函数与槽函数所在的是同一个线程。

根据Qt之Threads和QObjects中“跨线程的信号和槽”部分，提到的“Direct Connection：当信号发射后，槽函数立即被调用。槽函数在信号发射者所在的线程中执行，而未必需要在接收者的线程中。”

所以，不难理解，因为我们在子线程中更新了UI。

正常结束线程

上述代码有一些问题，都是我们经常遇到的。

  • 多次connect信号与槽：当多次点击“开始”按钮的时候，就会启动多个线程，同时更新进度条。
  • 暴力终止线程：而且当用户关闭窗体的时候，线程有可能还在运行，这时极有可能发生未知错误。

正如前面提到过terminate()，比较危险，不鼓励使用。线程可以在代码执行的任何点被终止。线程可能在更新数据时被终止，从而没有机会来清理自己，解锁等等。。。总之，只有在绝对必要时使用此函数。

举一个简单的例子：当你的哥们正在酣睡时，你突然泼了一盆凉水，想象一下后果？O(∩_∩)O哈哈~

为了避免以上问题，我们先修改如下：

class MainWindow : public CustomWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0)
        : CustomWindow(parent)
    {
        // ...
        connect(&m_workerThread, SIGNAL(resultReady(int)), this, SLOT(handleResults(int)));
    }

    ~MainWindow(){}

private slots:
    // ...
    void startThread()
    {
        if (!m_workerThread.isRunning())
            m_workerThread.start();
    }

private:
    WorkerThread m_workerThread;
};

这时，不会出现启动多个线程的问题。但是如果线程正在运行，我们就关闭主界面，则会出现另外一个很常见的问题：

QThread: Destroyed while thread is still running

这是因为次线程还在运行，就结束了UI主线程。这个问题在耗时操作中经常遇到，我们可以采用以下方式来避免：

  • QMutex互斥锁 + bool成员变量。
#include <QThread>
#include <QMutexLocker>

class WorkerThread : public QThread
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit WorkerThread(QObject *parent = 0)
        : QThread(parent),
          m_bStopped(false)
    {
        qDebug() << "Worker Thread : " << QThread::currentThreadId();
    }

    ~WorkerThread()
    {
        stop();
        quit();
        wait();
    }

    void stop()
    {
        QMutexLocker locker(&m_mutex);
        m_bStopped = true;
    }

protected:
    virtual void run() Q_DECL_OVERRIDE {
        qDebug() << "Worker Run Thread : " << QThread::currentThreadId();
        int nValue = 0;
        while (nValue < 100)
        {
            // 休眠50毫秒
            msleep(50);
            ++nValue;

            // 准备更新
            emit resultReady(nValue);

            // 检测是否停止
            {
                QMutexLocker locker(&m_mutex);
                if (m_bStopped)
                    break;
            }
            // locker超出范围并释放互斥锁
        }
    }
signals:
    void resultReady(int value);

private:
    bool m_bStopped;
    QMutex m_mutex;
};
  • requestInterruption() + isInterruptionRequested()

这两个接口是Qt5以后引入的，使用很方便：

class WorkerThread : public QThread
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit WorkerThread(QObject *parent = 0)
        : QThread(parent)
    {
    }

    ~WorkerThread() {
        // 请求终止
        requestInterruption();
        quit();
        wait();
    }

protected:
    virtual void run() Q_DECL_OVERRIDE {
        // 是否请求终止
        while (!isInterruptionRequested())
        {
            // 耗时操作
        }
    }
};

在耗时操作中使用isInterruptionRequested()来判断是否请求终止线程，如果没有，则一直运行；当希望终止线程的时候，调用requestInterruption()即可。

更多参考

时间： 2024-10-20 09:42:09

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