Qt：线程与QObjects

r囧r小猫 2022-11-18 15:00 148阅读 0赞

QThread继承QObject。它发出信号来指示线程开始或者完成执行，并提供一些槽

另外，QObject可以在多个线程中使用，发出调用其他线程中的槽函数的信号，并将事件发送到“活动”在其他线程中的对象。这是可能的，因为每个线程都有自己的事件循环

# QObject可重入 #

QObject是可重入的。它的大多数非gui子类，如QTimer、QTcpSocket、QUdpSocket和QProcess，也都是可重入的，因此可以在多个线程中同时使用这些类。注意，这些类被设计为在单个线程中创建和使用;在一个线程中创建一个对象，然后从另一个线程调用它的函数，这并不保证能够正常工作。有三个限制需要注意:

*  QObject的子对象必须始终在其父对象创建的线程中创建。这意味着，在其他事项中，您永远不应该将QThread对象(this)作为线程中创建的对象的父对象传递(因为QThread对象本身是在另一个线程中创建的)。
 *  事件驱动模块只能在单个线程中使用。具体来说，这适用于[定时器机制][Link 1]和[网络模块][Link 2]。例如，您不能在非[对象线程的线程][Link 3]中启动计时器或连接套接字。
 *  在删除QThread之前，必须确保删除线程中创建的所有对象。这可以通过在run()实现中创建堆栈上的对象轻松完成。

虽然QObject是可重入的，但是GUI类，特别是QWidget及其所有子类，是不可重入的. 他们只能用于主线程中，并且在主线程启动前必须调用QCoreApplication::exec()。

实际上，可以通过将耗时的操作放在单独的工作线程中，并在工作线程完成后在主线程的屏幕上显示结果，来轻松解决在主线程以外的其他线程中使用GUI类的可能性。这是用于实现[Mandelbrot示例][Mandelbrot]和[Blocking Fortune客户机示例][Blocking Fortune]的方法。

通常，在QApplication之前创建QObject是不被支持的，并且可能导致退出时奇怪的崩溃，这取决于平台。这意味着也不支持QObject的静态实例。一个结构合理的单线程或多线程应用程序应该使QApplication成为第一个创建、最后一个销毁的QObject。

# 线程事件循环 #

每个线程都可以有自己的事件循环。初始线程使用QCoreApplication::exec()或单个对话框的GUI应用程序启动事件循环，有时使用QDialog::exec()。其他线程可以使用QThread::exec()启动事件循环。与QCoreApplication类似，QThread提供了一个exit(int)函数和一个quit()槽。

线程中的事件循环使线程能够使用某些需要事件循环存在的非gui Qt类(如QTimer、QTcpSocket和QProcess)。还可以将来自任何线程的信号连接到特定线程的插槽。这在下面的[“跨线程的信号和插槽”][Link 4]部分中进行了详细说明  
![在这里插入图片描述][20210413181847984.png]

*  QObject::thread: QObject存活于创建它的线程，事件传递到Object是由线程的事件循环分发的。可通过QObject::thread()查看QObject在那个线程。
 *  QObject::moveToThread()函数更改对象及其子对象的线程相关性(如果对象有父对象，则不能移动该对象)。

从拥有该对象的线程以外的线程(或以其他方式访问该对象)在QObject上调用delete是不安全的，除非您保证该对象当时没有处理事件。使用QObject::deleteLater()来代替，然后将发布DeferredDelete事件，该事件最终会被对象线程的事件循环捡起。默认情况下，拥有QObject的线程是创建QObject的线程，但不是在调用QObject::moveToThread()之后。

如果没有运行事件循环，事件将不会被传递给对象。例如，如果在线程中创建了QTimer对象，但从未调用exec()，那么QTimer将永远不会发出超时()信号。调用deleteLater()也不起作用。(这些限制也适用于主线程。)

您可以随时使用线程安全函数QCoreApplication :: postEvent（）将事件手动发布到任何线程中的任何对象。这些事件将由创建对象的线程的事件循环自动调度。

所有线程均支持事件过滤器，但有一个限制，即监视对象必须与被监视对象位于同一线程中。类似地，QCoreApplication :: sendEvent（）（不同于postEvent（））只能用于将事件调度到存在于从中调用该函数的线程中的对象。

# 从其他线程访问QObject子类 #

QObject及其所有子类都不是线程安全的。这包括整个事件交付系统。重要的是要记住，当您从另一个线程访问对象时，事件循环可能将事件交付给您的QObject子类。

如果你在一个QObject子类上调用一个不存在于当前线程中的函数，并且该对象可能接收到事件，你必须用互斥来保护所有对QObject子类内部数据的访问;否则，您可能会遇到崩溃或其他不希望发生的行为。

与其他对象一样，QThread对象生活在创建对象的线程中——而不是在调用QThread::run()时创建的线程中。在QThread子类中提供插槽通常是不安全的，除非使用互斥锁来保护成员变量。

另一方面，您可以安全地从QThread::run()实现发射信号，因为信号发射是线程安全的。

# 跨线程的信号和插槽 #

Qt支持以下信号插槽连接类型：

*  自动连接`Qt::AutoConnection`（默认）：
    
     *  如果接收器位于发出信号的线程中，则使用Qt :: DirectConnection。否则，将使用Qt :: QueuedConnection。发出信号时确定连接类型。
     *  也就是说：如果信号在接收对象具有亲和力的线程中发出，则其行为与直接连接相同。否则，行为与排队连接相同。”
 *  直接连接`Qt::DirectConnection`
    
     *  发出信号后立即调用插槽。该插槽在发射器的线程(**信令线程**)中执行，而不一定是接收器的线程。
 *  排队连接`Qt::QueuedConnection`
    
     *  当控制权返回到接收者线程的事件循环时，将调用该插槽。该插槽在接收者的线程中执行。
 *  阻塞队列连接`Qt::BlockingQueuedConnection`
    
     *  与Qt :: QueuedConnection相同，除了信令线程阻塞直到插槽返回为止。如果接收器位于信令线程中，则不得使用此连接，否则应用程序将死锁。
 *  唯一连接`Qt::UniqueConnection`
    
     *  这是一个标志，可以使用按位或将其与上述任何一种连接类型组合在一起。设置Qt :: UniqueConnection时，如果连接已经存在，即QObject :: connect（）将返回false（即，如果同一对对象的相同信号已经连接到同一插槽）。这个标志是在Qt 4.6中引入的。

可以通过向`connect()`传递附加参数来指定连接类型。请注意，如果事件循环在接收方的线程中运行，则在发送方和接收方生活在不同线程中时使用直接连接是不安全的，这与在另一个线程中的对象上调用任何函数是不安全的原因相同。

QObject::connect()本身是线程安全的。

[Mandelbrot示例][Mandelbrot]使用队列连接在工作线程和主线程之间进行通信。为了避免冻结主线程的事件循环(以及应用程序的用户界面)，所有的Mandelbrot分形计算都在一个单独的工作线程中完成。线程在完成分形渲染时发出信号。

类似地，[Blocking Fortune客户端][Blocking Fortune]示例使用一个单独的线程与TCP服务器进行异步通信。

[参考][Link 5]

[Link 1]: https://doc.qt.io/qt-6/timers.html
[Link 2]: https://doc.qt.io/qt-6/qtnetwork-module.html
[Link 3]: https://doc.qt.io/qt-6/qobject.html#thread
[Mandelbrot]: https://doc.qt.io/qt-6/qtcore-threads-mandelbrot-example.html
[Blocking Fortune]: https://doc.qt.io/qt-6/qtnetwork-blockingfortuneclient-example.html
[Link 4]: https://doc.qt.io/qt-6/threads-qobject.html#signals-and-slots-across-threads
[20210413181847984.png]: /images/20221022/72374d5927e949a487b27eabd846f45f.png
[Link 5]: https://blog.csdn.net/hitzsf/article/details/109849924