Qt5教程: (9) Qt多线程
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0. 创建工程
先创建一个工程吧, 具体步骤前面讲过很多次了, 就不再细说了。
然后在Header文件夹下创建添加一个头文件, 右键Headers -> Add New... -> C++ -> C++ Header File -> Choose
随便起个名字, 比如mythread, 然后点Next->Finish。
1. QThread 源码一览
在mythread.h中包含
QThread头文件:
按住Ctrl键, 点击
QThread, 再按住Ctrl键点击
qthread.h进入到qthread.h文件, 源码就在这里了, 随便看看就好。哪里不懂就鼠标点一下不懂的地方, 然后按F1, 会跳转到相应的帮助文档,里面讲得很详细, 里面的英文也比较简单。
2. QThread相关方法介绍
2.1 启动线程
void start(Priority = InheritPriority);
通过调用
start()
方法来启动线程,该方法会调用run()
函数(可以看到QThread中run()
为虚函数, 需要我们来重载)。run()
函数可调用exec()
让该线程进入事件循环。Priority为线程优先级(下面会讲)。
2.2 关闭线程
void exit(int retcode = 0);
使线程退出事件循环, 如果该线程没有事件循环, 不做任何操作。- retcode默认为0, 表示正常返回。而非0值表示异常退出。
void quit();
-
相当于exit(0)
void terminate();
-
由操作系统强行终止该线程, 可能会导致无法完成一些清理工作, 不推荐使用。
void requestInterruption();+
bool isInterruptionRequested();
-
Qt5的新接口,
requestInterruption用于请求线程进行中断。
isInterruptionRequested返回true/false, 用于判断是否有终止线程的请求。
2.3 阻塞线程
bool wait(unsigned long time = ULONG_MAX);
阻塞线程time毫秒, 默认永久阻塞;- 只有当线程结束(从run函数返回), 或阻塞超时才会返回;
- 线程结束或还未启动, wait返回值为true, 超时的返回值为false。
static void sleep(unsigned long);
-
阻塞xx秒, 无返回值。
static void msleep(unsigned long);
-
阻塞xx毫秒, 无返回值。
static void usleep(unsigned long);
-
阻塞xx微秒, 无返回值。
2.4线程状态判断
bool isFinished() const;
如果线程结束返回true, 否则返回false。
bool isRunning() const;
-
如果线程正在运行返回true, 否则返回false。
bool isInterruptionRequested() const;
-
如果有终止线程的请求返回true, 否则返回false; 请求可由
requestInterruption()发出。
2.5 设置优先级
void setPriority(Priority priority);
用于设置正在运行的线程的优先级, 如果线程未运行, 则该返回不会执行任何操作并立刻返回。可用
start(priority)
启动带优先级的线程。指定的优先级是否生效取决于操作系统的调度, 如果是不支持线程优先级的系统上, 优先级的设置将被忽略。
优先级可以设置为QThread::Priority内除InheritPriortyd的任何值:
QThread::Priority枚举元素 值 描述 QThread::IdlePriority 0 没有其它线程运行时才调度 QThread::LowestPriority 1 比LowPriority调度频率低 QThread::LowPriority 2 比NormalPriority调度频率低 QThread::NormalPriority 3 操作系统的默认优先级 QThread::HighPriority 4 比NormalPriority调度频繁 QThread::HighestPriority 5 比HighPriority调度频繁 QThread::TimeCriticalPriority 6 尽可能频繁的调度 QThread::InheritPriority 7 使用和创建线程同样的优先级(这是默认值)
2.6 信号
void started(QPrivateSignal);
在线程start
后, 执行run
前发出该信号。
void finished(QPrivateSignal);
-
在线程结束, 完全退出前发送此信号。
3. 创建线程
3.1 继承QThread方式
a. 定义MyThread类
在mythread.h中定义
MyThread类, 并继承
QThread, 然后把框架写好:
#ifndef MYTHREAD_H #define MYTHREAD_H #include <QThread> class MyThread : public QThread { Q_OBJECT public: MyThread(); private: protected: void run(); signals: public slots: }; #endif // MYTHREAD_H
b. 重载run()
新建一个C++ Source File, 命名为mythread.cpp
mythread.cpp代码如下,
run()函数中我们让它每隔1秒打印一次字符串:
#include "mythread.h" // 构造函数 MyThread::MyThread() { } void MyThread::run() { while (!isInterruptionRequested()) { qDebug() << "Running..."; sleep(1); } qDebug() << "Get Interruption Request, I'll exit."; }
因为用到了
qDebug(), 别忘了在mythread.h中添加<QDebug>头文件:
#include <QDebug>
c. 开始和结束线程
在mainwindow.h中添加头文件和声明变量:
#ifndef MAINWINDOW_H #define MAINWINDOW_H #include <QMainWindow> #include "mythread.h" // 添加头文件 class MainWindow : public QMainWindow { Q_OBJECT public: MainWindow(QWidget *parent = 0); ~MainWindow(); private: MyThread *my_thread; // 声明变量 }; #endif // MAINWINDOW_H
在mainwindow.cpp中开启和结束线程:
#include "mainwindow.h" MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent) { my_thread = new MyThread; // 实例化 my_thread->start(); // 开启线程 // 主线程阻塞5秒 QDateTime start = QDateTime::currentDateTime(); QDateTime now; do { now = QDateTime::currentDateTime(); } while(start.secsTo(now) < 5); // 关闭线程 my_thread->requestInterruption(); my_thread->wait(); } MainWindow::~MainWindow() { }
因为用到了<QDateTime>, 别忘了在mainwindow.h中添加头文件:
#include <QDateTime>
运行结果:
可以看到主线程被阻塞了5秒, 之后才弹出窗口。但是在主线程阻塞期间, 我们的my_thread线程仍在运行, 直到线程被关闭。
附: Qt4适用写法
上面我们结束线程使用的是
requestInterruption()和
isInterruptionRequested(), 这是Qt5新增的, 那么Qt4要如何结束线程呢?
- 首先需要使用一个flag来标识线程的状态(执行还是停止), 比如定义一个变量
bool is_stopped
初值赋为false;
- 然后自己写一个结束线程的函数, 比如
stop()
, 当调用my_thread->stop();
时将is_stopped
改为true; - 在
run()
中判断, 如果is_stopped
为false
线程继续执行, 如果为true
线程退出; 别忘了退出前再将is_stopped
改为false
, 不然线程没法再次开启了。
代码如下:
mythread.h
#ifndef MYTHREAD_H #define MYTHREAD_H #include <QThread> #include <QDebug> class MyThread : public QThread { Q_OBJECT public: MyThread(); void stop(); // 添加stop()方法 private: volatile bool is_stopped; // 添加标识变量 protected: void run(); signals: public slots: }; #endif // MYTHREAD_H
mythread.cpp
#include "mythread.h" // 构造函数 MyThread::MyThread() { is_stopped = false; // 初始化标识变量 } void MyThread::run() { while (!is_stopped) // 更改判断条件 { qDebug() << "Running..."; sleep(1); } qDebug() << "is_stopped is true, I'll exit."; is_stopped = false; // 重置变量值 } // 关闭线程 void MyThread::stop() { is_stopped = true; }
mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h" MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent) { my_thread = new MyThread; // 实例化 my_thread->start(); // 开启线程 // 主线程阻塞5秒 QDateTime start = QDateTime::currentDateTime(); QDateTime now; do { now = QDateTime::currentDateTime(); } while(start.secsTo(now) < 5); // 关闭线程 my_thread->stop(); // 用自己定义的方法关闭线程 my_thread->wait(); } MainWindow::~MainWindow() { }
附: exit()和requestInterruption()区别
看例子, 我们修改一下
run()函数和关闭线程部分的代码:
mythread.cpp
void MyThread::run() { while (!isInterruptionRequested()) { qDebug() << "Running..."; sleep(1); } qDebug() << "子线程: 我只退出了while循环, 没有真正结束"; exec(); // 事件循环 qDebug() << "子线程: 我真的要结束了"; }
mainwindow.cpp
// 关闭线程 my_thread->requestInterruption(); qDebug() << "主线程: 发起中断请求"; my_thread->wait(3000); my_thread->quit(); qDebug() << "主线程: 请求退出线程的事件循环"; my_thread->wait(); // 等待线程结束
运行结果:
在主进程
requestInterruption()后, 只是使得
isInterruptionRequested()变为true, 退出了while循环, 在主线程中调用
wait(3000), 并没有立刻返回, 而是3秒超时后才返回, 说明子线程没有真正结束, 而是执行到了
exec()处进行事件循环。通过调用
quit()或
exit()来结束子线程的事件循环, 子线程才真的结束了。
3.2 moveToThread方式(Qt5新增 官方推荐)
a. 定义一个继承QObject的类
- 首先, 创建一个类并继承
QObject
, 把要在线程中执行的工作作为类的槽函数:
dowork.h
#ifndef DOWORK_H #define DOWORK_H #include <QObject> #include <QDateTime> #include <QDebug> class DoWork : public QObject { Q_OBJECT public: explicit DoWork(QObject *parent = nullptr); public slots: void do_something(); }; #endif // DOWORK_H
dowork.cpp
#include "dowork.h" DoWork::DoWork(QObject *parent) : QObject(parent) { } void DoWork::do_something() { int a = 5; while(a--) { qDebug() << "Doing something ..."; QDateTime start = QDateTime::currentDateTime(); QDateTime now; do { now = QDateTime::currentDateTime(); } while(start.secsTo(now) < 1); } qDebug() << "Done"; }
b. moveToThread
- 然后, 创建一个线程对象, 把
work1
对象移到新线程下:
mainwindow.h
#ifndef MAINWINDOW_H #define MAINWINDOW_H #include <QMainWindow> #include <QThread> #include "dowork.h" class MainWindow : public QMainWindow { Q_OBJECT public: MainWindow(QWidget *parent = 0); ~MainWindow(); private: DoWork *work1; // 自定义的类 QThread *new_thread; // 新线程 }; #endif // MAINWINDOW_H
mainwindow.cpp
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent) { // 实例化 work1 = new DoWork; new_thread = new QThread; work1->moveToThread(new_thread); // 搬到线程下 }
c. 启动线程
绑定线程启动后要做的工作:
connect(new_thread, &QThread::started, work1, &DoWork::do_something);
使用
moveToThread
的方法非常灵活, 你不一定要用&QThread::started
来触发do_something
, 也可以使用自定义的信号, 为了例程简单明了, 这里不举例了。启动线程
new_thread->start();
d. 结束后的清理工作
为了更安全, 线程结束后别忘了释放资源:
connect(new_thread, &QThread::finished, work1, &QObject::deleteLater);
MainWindow::~MainWindow() { new_thread->requestInterruption(); new_thread->quit(); new_thread->wait(); }
附: mainwindow.cpp 完整代码
mainwindow.cpp
#include "mainwindow.h" MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent) { // 实例化 work1 = new DoWork; new_thread = new QThread; work1->moveToThread(new_thread); // 搬到线程下 connect(new_thread, &QThread::started, work1, &DoWork::do_something); connect(new_thread, &QThread::finished, work1, &QObject::deleteLater); new_thread->start(); } MainWindow::~MainWindow() { new_thread->requestInterruption(); new_thread->quit(); new_thread->wait(); }
运行结果如下:
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