QT延时/等待

一、阻塞型延时

阻塞的原理就是：在延迟期间，本线程的事件循环得不到处理

1.QThread类的sleep()

最简单的延时方法就是使用QThread类的sleep(n)、msleep(n)、usleep(n)，这几个函数的不良后果就是，GUI会在延时的时间段内失去响应，界面卡死，所以这三个函数一般用在非GUI线程中。

QThread::msleep(50);//阻塞延时50ms
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2.使用计时器，死等

void Delay_MSec_Suspend(unsigned int msec)
{    
    QTime _Time = QTime::currentTime().addMSecs(msec);
    while( QTime::currentTime() < _Time);
}
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二、非阻塞型延时

原理无非就是利用事件循环，有两种原理：

1.处理本线程的事件循环

在等待中，不断强制刷新当前线程的事件循环，这样可以把事件队列中被阻塞的时间都处理掉，从而避免当前线程卡住(在主线程中，就是避免程序卡死)

void Delay_MSec(unsigned int msec)
{
    QTime _Time = QTime::currentTime().addMSecs(msec);
    while (QTime::currentTime() < _Time)
    {
        QCoreApplication::processEvents(QEventLoop::AllEvents, 100);
   	}
 }
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QCoreApplication::processEvents(QEventLoop::AllEvents, 100);这条语句能够使程序在while等待期间，去处理一次本线程的事件循环，处理事件循环最多100ms必须返回本语句，如果提前处理完毕，则立即返回这条语句。这也就导致了该Delay_MSec函数的定时误差可能高达100ms。

2.使用子事件循环

创建子事件循环，在子事件循环中，父事件循环仍然是可以执行的

void Delay_MSec(unsigned int msec)
{
    QEventLoop loop;//定义一个新的事件循环
    QTimer::singleShot(msec, &loop, SLOT(quit()));//创建单次定时器，槽函数为事件循环的退出函数
    loop.exec();//事件循环开始执行，程序会卡在这里，直到定时时间到，本循环被退出
}
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3.耗时代码的处理

假设有这样的应用情景：点击某个button之后，需要读入并处理一幅图像，需要耗时20秒才能处理完。

在这20s内，GUI会失去效应，界面上的任何元素都无法被点击，这种情况应该怎么办？
方法有两种：
1、用另一个线程去处理这个耗时任务；
2、在耗时任务中，不断地去处理本线程的事件循环，以保证GUI的及时响应；
这里重点说一下第2种，参考 Qt线程与事件循环

for(i=0; i < 1000000; i++)
{
    //QCoreApplication::processEvents(QEventLoop::AllEvents);    //去处理本线程的事件循环，避免本线程被堵塞
    QCoreApplication::processEvents(QEventLoop::AllEvents, 5);//如果不够频繁，可以增加第二参数来缓解卡顿
 
    for(j=0; j < 1000000; j++)
    {
        //QCoreApplication::processEvents(QEventLoop::AllEvents);//处理事件循环，不建议放在这里，可能过于频繁
        doSomeThing();
    }
}
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一般来说，processEvents()不宜被调用的过于频繁，也不宜被调用的不够频繁。过于频繁的话，一方面会使线程的响应更好，但另一方面会导致原本就耗时的任务变得更加耗时；不够频繁的话，显然可能会使GUI线程的响应变差，例如每500ms才被调用一次，那么GUI的事件循环就只能500ms才被处理一次，当然，这个问题可以通过设定processEvents()的第二个形参略微得到缓解，更好的做法是，保证被调的周期<200ms（再小一些更好，看程序需求），这样不至于肉眼可见的卡顿。

副作用：（特别注意！）
1、在点击按钮之后，这个20s的耗时任务开始执行，尚未执行完毕时，我们点击了GUI的关闭按钮，那么GUI会立即消失，但是这个耗时任务仍然会在后台执行，直到执行完毕，进程才会退出。解决办法：重写关闭事件，在关闭事件的函数中直接结束进程。

2、在点击按钮之后，这个20s的耗时任务开始执行，执行到第5秒时，我们再次点击了这个按钮，那么QT又会执行一个新的20s任务，这个新任务完成后，又会接着把第一个20s任务从上次被打断的第5秒继续执行。如果这个任务是可重入的，后果仅仅是被执行了两遍，如果任务不可重入，那情况就彻底糟糕了。解决办法：点击按钮后把这个按钮disable掉，执行完再enable

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在嵌入式开发中，经常会遇到这样一种场景，需要轮询获取某个设备的状态
例如：某个场景需要不断获取 激光测距模块物理设备 的测距值，但是激光测距模块此时不一定可以获取到正常的值，就需要轮询，不断的获取，直到获取到一次正常的值之后，打破轮询；或是达到超时时间打破轮询

1.使用QTimer进行定时检查

#include 
#include 
#include 

class LaserDistanceSensor : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    LaserDistanceSensor(QObject* parent = nullptr)
        : QObject(parent)
    {
        m_pollTimer = new QTimer(this);
        m_pollTimer->setInterval(200); //每200ms检查一次，距离值是否有效
        connect(m_pollTimer, &QTimer::timeout, this, &LaserDistanceSensor::checkDistance);
    }

    //开始轮询
    void startPolling()
    {
        if (!m_pollTimer->isActive())
        {
            m_pollTimer->start();
            QTimer::singleShot(5000, this, &LaserDistanceSensor::pollingTimeout); // 设置5秒超时,打破轮询
        }
    }

    // 模拟获取激光测距模块的值的函数
    double getDistanceValue()
    {
        return (rand() % 10 > 5) ? 1.0 : -1.0;
    }

    //检查是否已经获取到有效激光测距值
    void checkDistance()
    {
        double distance = getDistanceValue();
        if (distance > 0)
        {
            qDebug() << "有效的激光测距值:" << distance;
            m_pollTimer->stop(); // 停止轮询
        }
    }

    //轮询超时，未获取到有效值
    void pollingTimeout()
    {
        if (m_pollTimer->isActive())
        {
            qDebug() << "超时未获取有效激光测距值";
            m_pollTimer->stop();
        }
    }

private:
    QTimer* m_pollTimer = nullptr;
};
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外部调用 startPolling()函数就可以开始轮询了，达到条件就会打破轮询，请注意，如果startPolling()函数被调用的线程与LaserDistanceSensor 对象创建的线程不一致，QTimer就无法运行，因为QTimer的运行依赖事件循环，且只能在QTimer对象创建的线程中的事件循环中运行；

非同一线程时，Qt报错：

QObject::startTimer: Timers cannot be started from another thread
QObject::startTimer: Timers can only be used with threads started with QThread
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这种情况时，我们可以使用信号槽的方式解决此问题，比如添加一个信号，在槽函数中调用startPolling(),就可以让QTimer顺利运行，信号可以在不具有事件循环的线程中发送，只要接收对象所处的线程有事件循环即可，发信号和QApplication::postEvent的作用机制类似，都是朝receiver的事件队列中放入一个事件/信号，等待receiver对象的事件循环来处理该事件/信号

class LaserDistanceSensor : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    LaserDistanceSensor(QObject* parent = nullptr)
        : QObject(parent)
    {
        m_pollTimer = new QTimer(this);
        m_pollTimer->setInterval(200); //每200ms检查一次，距离值是否有效
        connect(m_pollTimer, &QTimer::timeout, this, &LaserDistanceSensor::checkDistance);

        connect(this, &LaserDistanceSensor::sglStartPolling, this, &LaserDistanceSensor::startPolling);
    }

    void startPollingInOtherThread()
    {
        emit sglStartPolling();
    }

    //开始轮询
    void startPolling()
    {
        if (!m_pollTimer->isActive())
        {
            m_pollTimer->start();
            QTimer::singleShot(5000, this, &LaserDistanceSensor::pollingTimeout); // 设置5秒超时,打破轮询
        }
    }

    // 模拟获取激光测距模块的值的函数
    double getDistanceValue()
    {
        return (rand() % 10 > 5) ? 1.0 : -1.0;
    }

    //检查是否已经获取到有效激光测距值
    void checkDistance()
    {
        double distance = getDistanceValue();
        if (distance > 0)
        {
            qDebug() << "有效的激光测距值:" << distance;
            m_pollTimer->stop(); // 停止轮询
        }
    }

    //轮询超时，未获取到有效值
    void pollingTimeout()
    {
        if (m_pollTimer->isActive())
        {
            qDebug() << "超时未获取有效激光测距值";
            m_pollTimer->stop();
        }
    }

signals:
    void sglStartPolling();

private:
    QTimer* m_pollTimer = nullptr;
};
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外部调startPollingInOtherThread()函数即可。

2.使用While进行轮询

伪代码如下，类似于非阻塞延时的第一种形式

    bool validValueReceived = false;
    // 设置超时时间为5秒
    const int timeoutSeconds = 5;
    
    QTime startTime = QTime::currentTime().addSecs(timeoutSeconds);
    while (!validValueReceived)
    {
        // 检查是否超时
        QTime currentTime = QTime::currentTime();
        if (startTime.secsTo(currentTime) >= timeoutSeconds)
        {
            qDebug() << "超时未获取有效激光测距值";
            break;
        }

        // 获取激光测距模块的值
        double distance = getDistanceValue();
        if (distance > 0)
        {
            qDebug() << "有效的激光测距值:" << distance;
            validValueReceived = true;
        }

        // 处理事件，确保应用程序响应
        QCoreApplication::processEvents();
    }
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参考：
QEventLoop
Qt线程基础