解析 QT 多线程程序详细设计上篇（qt中多线程）-移动开发-知优网

在一个程序中，这些独立运行的程序片断叫作“线程”（Thread），利用它编程的概念就叫作“多线程处理”。多线程处理一个常见的例子就是用户界面。

QT 多线程程序详细设计是本文要介绍的内容，关于多线程的操作，已经介绍了不少，字啊我们学习过程中也很频繁的去接触它，那么先来看内容吧。

QT通过三种形式提供了对线程的支持。它们分别是，一、平台无关的线程类，二、线程安全的事件投递，三、跨线程的信号-槽连接。这使得开发轻巧的多线程Qt程序更为容易，并能充分利用多处理器机器的优势。多线程编程也是一个有用的模式，它用于解决执行较长时间的操作而不至于用户界面失去响应。在Qt的早期版本中，在构建库时有不选择线程支持的选项，从4.0开始，线程总是有效的。

线程类

Qt 包含下面一些线程相关的类：

QThread 提供了开始一个新线程的方法

QThreadStorage 提供逐线程数据存储

QMutex 提供相互排斥的锁，或互斥量

QMutexLocker 是一个便利类，它可以自动对QMutex加锁与解锁

QReadWriterLock 提供了一个可以同时读操作的锁

QReadLocker与QWriteLocker 是便利类，它自动对QReadWriteLock加锁与解锁

QSemaphore 提供了一个整型信号量，是互斥量的泛化

QWaitCondition 提供了一种方法，使得线程可以在被另外线程唤醒之前一直休眠。

创建一个线程

为创建一个线程，子类化QThread并且重写它的run()函数，例如：

classMyThread:publicQThread{ 
Q_OBJECTprotected:voidrun();}; 
voidMyThread::run(){...}

之后，创建这个线程对象的实例，调用QThread::start()。于是，在run()里出现的代码将会在另外线程中被执行。

注意：QCoreApplication::exec()必须总是在主线程(执行main()的那个线程)中被调用，不能从一个QThread中调用。在GUI程序中，主线程也被称为GUI线程，因为它是***一个允许执行GUI相关操作的线程。另外，你必须在创建一个QThread之前创建QApplication(or QCoreApplication)对象。

线程同步

QMutex, QReadWriteLock, QSemaphore, QWaitCondition 提供了线程同步的手段。使用线程的主要想法是希望它们可以尽可能并发执行，而一些关键点上线程之间需要停止或等待。例如，假如两个线程试图同时访问同一个全局变量，结果可能不如所愿。

QMutex 提供相互排斥的锁，或互斥量。在一个时刻至多一个线程拥有mutex,假如一个线程试图访问已经被锁定的mutex,那么它将休眠，直到拥有mutex的线程对此mutex解锁。Mutexes常用来保护共享数据访问。
QReadWriterLock 与QMutex相似，除了它对 "read","write"访问进行区别对待。它使得多个读者可以共时访问数据。使用QReadWriteLock而不是QMutex，可以使得多线程程序更具有并发性。

QReadWriteLocklock;voidReaderThread::run(){//...lock.lockForRead(); 
read_file(); 
lock.unlock();//...}voidWriterThread::run(){//... 
lock.lockForWrite(); 
write_file(); 
lock.unlock();//... 
}

QSemaphore 是QMutex的一般化，它可以保护一定数量的相同资源，与此相对，一个mutex只保护一个资源。下面例子中，使用QSemaphore来控制对环状缓冲的访问，此缓冲区被生产者线程和消费者线程共享。生产者不断向缓冲写入数据直到缓冲末端，再从头开始。消费者从缓冲不断读取数据。信号量比互斥量有更好的并发性，假如我们用互斥量来控制对缓冲的访问，那么生产者，消费者不能同时访问缓冲。然而，我们知道在同一时刻，不同线程访问缓冲的不同部分并没有什么危害。

constintDataSize=100000; 
constintBufferSize=8192; 
charbuffer[BufferSize]; 
QSemaphorefreeBytes(BufferSize); 
QSemaphoreusedBytes; 
classProducer:publicQThread{public:voidrun(); 
}; 
voidProducer::run(){ 
qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime())); 
for(inti=0;i<DataSize;++i){ 
freeBytes.acquire(); 
buffer[i%BufferSize]="ACGT"[(int)qrand()%4]; 
usedBytes.release(); 
} 
} 
classConsumer:publicQThread{public:voidrun(); 
}; 
voidConsumer::run(){ 
for(inti=0; 
i<DataSize;++i){ 
usedBytes.acquire(); 
fprintf(stderr,"%c",buffer[i%BufferSize]); 
freeBytes.release(); 
} 
fprintf(stderr,"\n"); 
} 
intmain(intargc,char*argv[]){ 
QCoreApplicationapp(argc,argv); 
Producerproducer; 
Consumerconsumer; 
producer.start(); 
consumer.start(); 
producer.wait(); 
consumer.wait(); 
return0;}

QWaitCondition 允许线程在某些情况发生时唤醒另外的线程。一个或多个线程可以阻塞等待一QWaitCondition ,用wakeOne()或wakeAll()设置一个条件。wakeOne()随机唤醒一个，wakeAll()唤醒所有。

下面的例子中，生产者首先必须检查缓冲是否已满(numUsedBytes==BufferSize)，如果是，线程停下来等待bufferNotFull条件。如果不是，在缓冲中生产数据，增加numUsedBytes,激活条件 bufferNotEmpty。使用mutex来保护对numUsedBytes的访问。另外，QWaitCondition::wait()接收一个mutex作为参数，这个mutex应该被调用线程初始化为锁定状态。在线程进入休眠状态之前，mutex会被解锁。而当线程被唤醒时，mutex会处于锁定状态,而且，从锁定状态到等待状态的转换是原子操作，这阻止了竞争条件的产生。当程序开始运行时，只有生产者可以工作。消费者被阻塞等待bufferNotEmpty条件，一旦生产者在缓冲中放入一个字节，bufferNotEmpty条件被激发，消费者线程于是被唤醒。

constintDataSize=100000; 
constintBufferSize=8192; 
charbuffer[BufferSize]; 
QWaitConditionbufferNotEmpty; 
QWaitConditionbufferNotFull; 
QMutexmutex; 
intnumUsedBytes=0; 
classProducer:publicQThread{public:voidrun(); 
};voidProducer::run(){ 
qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime())); 
for(inti=0;i<DataSize;++i){ 
mutex.lock(); 
if(numUsedBytes==BufferSize)bufferNotFull.wait(&mutex); 
mutex.unlock(); 
buffer[i%BufferSize]="ACGT"[(int)qrand()%4]; 
mutex.lock(); 
++numUsedBytes; 
bufferNotEmpty.wakeAll(); 
mutex.unlock(); 
} 
}classConsumer:publicQThread{public:voidrun(); 
};voidConsumer::run(){ 
for(inti=0;i<DataSize;++i){ 
mutex.lock(); 
if(numUsedBytes==0)bufferNotEmpty.wait(&mutex); 
mutex.unlock(); 
fprintf(stderr,"%c",buffer[i%BufferSize]); 
mutex.lock(); 
--numUsedBytes; 
bufferNotFull.wakeAll(); 
mutex.unlock(); 
} 
fprintf(stderr,"\n"); 
}intmain(intargc,char*argv[]){ 
QCoreApplicationapp(argc,argv); 
Producerproducer; 
Consumerconsumer; 
producer.start(); 
consumer.start(); 
producer.wait(); 
consumer.wait(); 
return0; 
}