QT踩坑第十一天（QT多线程）

2023-11-17

前言：
QT在什么时候会用到多线程：
所有的IO操作都要放到线程里面
1、IO操作QIODevice文件IO网络IO（套接字eg:CAN Linux下也是套接字）串口等外设，因为他们不确定什么时候可以读完。
2、耗时的算法eg:文件压缩信号处理
注意：
1、线程里面尽量少用while(1)+sleep()；
尽量使用事件驱动，少用耗时扫描
并发控制简介：
进行时间片轮流：比如让xx执行0.000001秒只要来回转可以看见N多软件一起在“转”；这样让用户看起来都在执行；
实时抢占：严格按照优先级走，优先级高的能抢占优先级低的任务（线程）；

一、QThread介绍

QThread类提供了一个与平台无关的线程管理的方法。一个QThread对象管理一个线程。QThread的执行
从run()函数的执行开始，在QT自带的QThread类中，run()函数通过调用exec()函数来启动事件循环机制，，并且在线程内部处理Qt的事件。在Qt中建立线程的主要目的就是为了用线程来处理那些耗时的后台操作，从而让主界面能及时响应用户的请求操作。
QThread的使用方法有如下两种：
QObject::moveToThread()
继承QThread类

二、演示线程

2.1 如何创建线程
在这里插入图片描述

默认情况，我们新建的类（除少部分外），不支持信号与槽
在class中添加一个Q_OBJECT

左边的类不支持信号与槽；需要手动添加 Q_OBJECT
继承QThread类的线程框架：

头文件：

class MyThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    MyThread();
    void setThreadName(QString name);
protected:
    virtual void run();
private:
    QString ThreadName;
};

myThread.cpp:

#include "myThread.h"
MyThread::MyThread()
{
 qDebug() << ThreadName <<  "MyThread::MyThread" << QThread::currentThreadId();
}
void MyThread::setThreadName(QString name)
{
    ThreadName=name;
    qDebug()<<ThreadName<<"    My Thread::setThreadName:"<<QThread::currentThreadId();
}
void MyThread::run()
{
    
    while(1)
    {
       qDebug()<<ThreadName<<"    My Thread::run():"<<QThread::currentThreadId();
         sleep(1);
    }
}

main.cpp:

#include <QCoreApplication>
#include"myThread.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    //开辟了四个线程
    MyThread thread1;
    thread1.setThreadName("thread1");
    thread1.start();
    MyThread thread2;
    thread2.setThreadName("thread2");
    thread2.start();
    MyThread thread3;
    thread3.setThreadName("thread3");
    thread3.start();
    MyThread thread4;
    thread4.setThreadName("thread4");
    thread4.start();
    return a.exec();
}

在这里插入图片描述
2.2 演示线程ID
QThread::currentThreadId();

结论：只有run里面才属于线程本身（自线程），其他的都是父线程的。
信号与槽的接口：

2.3如何让线程保活
run情况下：
while(1)sleep
exec;
2.4 演示线程退出
如何优雅的退出线程：
以md5CheckSumToolsThread为例：
在这里插入图片描述
主线程关闭时，子线程生命周期还没有结束的话，就会报如下的错误 —— 经典报错对话框：

线程退出 exit() terminate()
线程等等 wait

Widget::~Widget() 
{     
md5Thread.exit();                 //线程退出    
 qDebug() << QTime::currentTime();     
md5Thread.wait(10 * 1000 );       //10秒超时 (阻塞的时间最大是 10s) 
qDebug() << QTime::currentTime(); //确定wait的时间    
 delete ui; 
}

2.5 演示信号与槽中的第五个参数
connect一直都是4个参数，在这里又怎么出第五个参数了？一般情况，第五个参数只有在多线程中使用通过第五个参数演示默认连接方式多线程讲这个才有意义，不然都是空中楼阁不好理解。
connect原型：
QObject::connect(const QObject sender, const char signal, const QObject receiver,const char method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)

方式	值	描述
Qt::AutoConnection	0	默认参数；自动连接, 自动选择是Direct或者Queued
Qt::DirectConnection	1	槽函数立即执行，槽函数所在的发送者线程中执行
–	-	–
Qt::QueuedConnection	2	槽函数排队(队列)执行，槽函数在接收者所在的线程中
Qt::BlockingQueuedConnection	3	阻塞式排队连接
–	-	–
Qt::UniqueConnection	4	一对一的自动连接

这只是个人理解，可能有些地方不正确，大家遇到此类需求可以参考官方文档
在这里插入图片描述
上图为多线程中信号与槽中的经典错误。
2.6 线程锁QMutex(一种线程的安全方式)
QMutex类提供了一种保护一个变量或者一段代码的方法，这样可以每次只让一个线程访问它。这个类提供了一个lock()函数用于锁住互斥量，如果互斥量是解锁状态，那么当前线程立即占用并锁定它；否则，当前线程会阻塞，直到这个互斥量的线程对它解锁为止。QMutex类还提供了一个tryLock()函数，如果该互斥量已经锁定，它就会立即返回。
Qt帮助文档演示QMutex
在这里插入图片描述
创建两个线程：

mythread.h

  #ifndef MYTHREAD_H
    #define MYTHREAD_H
    #include<QThread>
    #include<QMutex>
    #include<qDebug>
    class MyThread : public QThread
    {
        Q_OBJECT
    public:
        MyThread();
        void setThreadName(QString name);
    protected:
        virtual void run();
    private:
        QString ThreadName;
    };

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include"mythread.h"
 int globalIndex;
 QMutex globelMutex;
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    MyThread thread1;
    thread1.setThreadName("thread1");
    thread1.start();

    MyThread thread2;
    thread2.setThreadName("thread2");
    thread2.start();
    return a.exec();
}

mythread.cpp

#include "mythread.h"
extern int globalIndex;
extern Mutex globelMutex;
MyThread::MyThread()
{

}
 void MyThread::setThreadName(QString name)
 {
     ThreadName=name;
 }
 void MyThread::run()
 {
     while(1)
     {
         //globelMutex.lock();
         globalIndex++;
         qDebug()<<ThreadName<<globalIndex<<&gloleMutex;
        // globelMutex.unlock();
         sleep(1);
     }
 }

当线程没有加锁的时候：
在这里插入图片描述
我们希望的是每个线程给index+1，把持好节奏访问同一段公共资源，需要Mutex
准备锁：
在什么情况下会用到锁？
第一种情况：是设备的IO设备 socket写一个东西（多线程保证按照顺序来写）
第二种情况：全部变量，多个线程访问一个全局变量。

QMutex globelMutex;

修改run

 void MyThread::run()
 {
     while(1)
     {
         globelMutex.lock();
         globalIndex++;
         qDebug()<<ThreadName<<globalIndex<<&gloleMutex;
        globelMutex.unlock();
         sleep(1);
     }
 }

在这里插入图片描述
锁这{}锁必须是同一把锁：所以这里用了globelMutex

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