Qt多线程及线程池的使用笔记

在进行桌面应用程序开发的时候，假设应用程序在某些情况下血要处理较为复杂的逻辑，如果只有一个线程去处理，就会导致窗口卡顿，无法处理用户的相关操作，这种情况下就学要使用多线程，其中一个线程处理窗口事件，其他线程处理运算逻辑，多个线程各司其职，不仅可以提高用户体验还可以提升程序的执行效率。

在Qt中使用了多线程，需要注意的一些概念是：

• 默认的线程在Qt中称之为窗口线程，也就叫主线程，负责窗口事件处理或者窗口控件数据的更新；
• 子线程负责后台的业务逻辑处理，子线程中不能对窗口对象做任何操作，这些事情需要交给窗口线程处理；
• 主线程和子线程之间如果要进行数据的传递，需要使用Qt中的信号槽机制
• 子线程一般不允许越级进行对窗口参数进行操作

（一）Qt线程类QThread简介

​ Qt提供了一个线程类QThread ，通过这个类就需要可以创建子线程了，Qt中一共提供了两种创建子线程的方式，后边会依次介绍其他使用方式，在本例中提供QThread中详细使用方法基本案例。

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1.头文件

#include

2.QThread 其常用API介绍

// QThread 类常用 API
// 构造函数
QThread::QThread(QObject *parent = Q_NULLPTR);
// 判断线程中的任务是不是处理完毕了
bool QThread::isFinished() const;
// 判断子线程是不是在执行任务
bool QThread::isRunning() const;
 
// Qt中的线程可以设置优先级
// 得到当前线程的优先级
Priority QThread::priority() const;
void QThread::setPriority(Priority priority);
优先级:
    QThread::IdlePriority         --> 最低的优先级
    QThread::LowestPriority
    QThread::LowPriority
    QThread::NormalPriority
    QThread::HighPriority
    QThread::HighestPriority
    QThread::TimeCriticalPriority --> 最高的优先级
    QThread::InheritPriority      --> 子线程和其父线程的优先级相同, 默认是这个
// 退出线程, 停止底层的事件循环
// 退出线程的工作函数
void QThread::exit(int returnCode = 0);
// 调用线程退出函数之后, 线程不会马上退出因为当前任务有可能还没有完成, 调回用这个函数是
// 等待任务完成, 然后退出线程, 一般情况下会在 exit() 后边调用这个函数
bool QThread::wait(unsigned long time = ULONG_MAX);
 
 

3.QThread的信号与槽函数

// 和调用 exit() 效果是一样的
// 代用这个函数之后, 再调用 wait() 函数
[slot] void QThread::quit();
// 启动子线程
[slot] void QThread::start(Priority priority = InheritPriority);
//线程退出, 可能是会马上终止线程, 一般情况下不使用这个函数
[slot] void QThread::terminate();
 
// 线程中执行的任务完成了, 发出该信号
// 任务函数中的处理逻辑执行完毕了
[signal] void QThread::finished();
// 开始工作之前发出这个信号, 一般不使用
[signal] void QThread::started();

4.QThread静态函数 

// 返回一个指向管理当前执行线程的QThread的指针
[static] QThread *QThread::currentThread();
// 返回可以在系统上运行的理想线程数 == 和当前电脑的 CPU 核心数相同
[static] int QThread::idealThreadCount();
// 线程休眠函数
[static] void QThread::msleep(unsigned long msecs);	// 单位: 毫秒
[static] void QThread::sleep(unsigned long secs);	// 单位: 秒
[static] void QThread::usleep(unsigned long usecs);	// 单位: 微秒

5.任务处理函数

// 子线程要处理什么任务, 需要写到 run() 中
[virtual protected] void QThread::run();

这个 run() 是一个虚函数，如果想让创建的子线程执行某个任务，需要写一个子类让其继承 QThread，并且在子类中重写父类的 run() 方法，函数体就是对应的任务处理流程。另外，这个函数是一个受保护的成员函数，不能够在类的外部调用，如果想要让线程执行这个函数中的业务流程，需要通过当前线程对象调用槽函数 start() 启动子线程，当子线程被启动，这个 run() 函数也就在线程内部被调用了

（二）两种基本QThread类使用方法

​ 关于QThread是Qt中用于在多线程中运行代码的核心类，该类是QObject的一个子类。

​ 关于QThread如何使用，Qt官方提供了两种方法：

​ 1.方法一

​ 步骤一：子类化QThread(定义一个类继承QThread)并重新实现run();

​ 步骤二：然后创建子类的实例并调用start()成员函数运行线程。

​ 具体操作如下代码片段：

​ Step One：需要创建一个线程类的子类，让其继承QT中的线程类QThread，比如：

class MyThread:public QThread
{
    ......
}

​ Step Two：重写父类的run()方法，在该函数内部编写具体的业务流程：

class MyThread:public QThread
{
    ......
 protected:
    void run()
    {
        ........
    }
}

Step Three：在主线程中创建子线程对象，new一个就可以了：

MyThread * subThread = new MyThread;

Step Four : 启动子线程，调用start()方法：

subThread->start();

注意：当子线程别创建出来之后，父子线程之间的通信可以通过信号槽的方式：

1. 在 Qt 中在子线程中不要操作程序中的窗口类型对象，不允许，如果操作了程序就挂了；
2. 只有主线程才能操作程序中的窗口对象，默认的线程就是主线程，自己创建的就是子线程。

2.方法二

​ Qt 提供的第二种线程的创建方式弥补了第一种方式的缺点，用起来更加灵活，但是这种方式写起来会相对复杂一些，其具体操作步骤如下：

​ Step One：创建一个新的类，让这个类从QObejct派生：

class MyWork:public QObject
{
    .......
}

Step Two：在这个类中添加一个公共的成员函数，函数体就是我们要子线程中执行的业务逻辑：

class MyWork:public QObject
{
public:
    .......
    // 函数名自己指定, 叫什么都可以, 参数可以根据实际需求添加
    void working();
}
 

Step Three：在主线程中创建一个 QThread 对象，这就是子线程的对象，new一个就可以了

QThread* sub = new QThread;

Step Four：在主线程中创建工作的类对象（千万不要指定给创建的对象指定父对象）

MyWork* work = new MyWork(this);    // error
MyWork* work = new MyWork;          // ok

Step Five:将 MyWork 对象移动到创建的子线程对象中，需要调用 QObject 类提供的 moveToThread() 方法

// void QObject::moveToThread(QThread *targetThread);
// 如果给work指定了父对象, 这个函数调用就失败了
// 提示： QObject::moveToThread: Cannot move objects with a parent
work->moveToThread(sub);	// 移动到子线程中工作

Step Sixth: 启动子线程，调用 start(), 这时候线程启动了，但是移动到线程中的对象并没有工作

Step Seventh: 调用 MyWork 类对象的工作函数，让这个函数开始执行，这时候是在移动到的那个子线程中运行的

注意：

   使用这种多线程方式，假设有多个不相关的业务流程需要被处理，那么就可以创建多个类似于 MyWork 的类，将业务流程放多类的公共成员函数中，然后将这个业务类的实例对象移动到对应的子线程中 moveToThread() 就可以了，这样可以让编写的程序更加灵活，可读性更强，更易于维护。

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