解决Qt多线程中fromRawData函数生成的QByteArray数据不一致问题

解决Qt多线程中fromRawData函数生成的QByteArray数据不一致问题

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🔔 问题背景

在开发一个使用Qt框架的多线程应用程序时，我们遇到了一个棘手的问题：在不同线程中打印同一个QByteArray对象的内容时，得到了不一致的结果。这个问题出现在一个设备通信类中，该类使用一个工作线程来读取设备数据，然后通过信号-槽机制将数据传递到主线程进行处理。

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📄 问题代码

代码结构如下：

class DeviceManager : public QObject {
public:DeviceManager() : QObject() {m_worker = new Worker();m_workerThread = new QThread(this);m_worker->moveToThread(m_workerThread);connect(m_workerThread, &QThread::started, m_worker, &Worker::readDevice);connect(m_worker, &Worker::dataReady, this, &DeviceManager::processData);m_workerThread->start();}~DeviceManager() {m_hidWork->breakFlag = false;m_hidWorkThread->quit();m_hidWorkThread->wait();m_hidWorkThread->deleteLater();}private:void processData(QByteArray data) {qDebug() << "Main thread: " << data.toHex(' ');}class Worker;Worker *m_worker;QThread *m_workerThread;
};class DeviceManager::Worker : public QObject {Q_OBJECT
public:Worker(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}bool breakFlag = true;void readDevice() {auto buffer = new char[1024];while(breakFlag) {size_t size = 5;memset(buffer, 0, size)// 这里是模拟读取设备数据buffer = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05};QByteArray deviceData = QByteArray::fromRawData(reinterpret_cast<char*>(buffer), size);qDebug() << "Worker thread: " << deviceData.toHex(' ');emit dataReady(QByteArray(deviceData));}}signals:void dataReady(QByteArray data);
};

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❓ 问题描述

在运行这段代码时，当主线程进行了一个UI阻塞操作的时候，我们观察会到工作线程和主线程中打印的QByteArray内容不一致。例如：

Worker thread: 01 02 03 04 05
Main thread: 00 00 00 00 00

这显然不是我们期望的结果，因为两个线程应该打印相同的数据。

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🩺 问题分析

经过仔细分析，我们发现问题的根源在于QByteArray::fromRawData()的使用方式。这个函数创建了一个共享底层数据的QByteArray，而不是复制数据。这意味着：

• fromRawData()创建的QByteArray与原始缓冲区共享数据。
• 当原始缓冲区被修改或释放时，QByteArray的内容可能变得无效。
• 在跨线程传递时，如果原始数据发生变化，接收线程可能会得到意外的结果。

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✔ 解决方案

解决这个问题的关键是确保在发送信号时创建QByteArray的完整副本。以下是修改后的Worker::readDevice()方法：

void Worker::readDevice() {auto buffer = new char[1024];while(breakFlag) {size_t size = 5;memset(buffer, 0, size)// 这里是模拟读取设备数据buffer = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05};//QByteArray deviceData = QByteArray::fromRawData(reinterpret_cast<char*>(buffer), size);QByteArray deviceData((reinterpret_cast<char*>(buffer), size);  // 创建数据的副本qDebug() << "Worker thread: " << deviceData.toHex(' ');emit dataReady(deviceData);}	    
}

这里的改动看似很小，但却解决了问题：

• 我们使用QByteArray(const char *data, int size)构造函数来创建QByteArray。
• 这个构造函数会复制提供的数据，而不是共享它。
• 结果是一个独立的QByteArray对象，其内容不会受到原始缓冲区变化的影响。

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