【QT】Qt文件和多线程

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一、Qt文件

对于Qt文件QFile的相关关系都在下面这个思维导图里面了，它的父类是QFileDevice，爷爷类是QIODevice，Qt中所有的输入输出的类都是继承自QIODevice，其中也包括网络IO、串口IO、蓝牙IO等

1、文件读写

对于文件的操作主要有读数据、写数据、关闭文件

操作	说明
QIODevice::NotOpen	没有打开设备
QIODevice::ReadOnly	以只读方式打开设备
QIODevice::WriteOnly	以只写方式打开设备
QIODevice::ReadWrite	以读写方式打开设备
QIODevice::Append	以追加方式打开设备，数据将写到文件末尾
QIODevice::Truncate	每次打开文件后重写文件内容，原内容将被删除
QIODevice::Text	在读⽂件时，行尾终止符会被转换为’\n’，当写入⽂件时，行尾终止符会被转换为本地编码，如Win32上为’\r\n’；
QIODevice::Unbuffered	无缓冲形式打开文件，绕过设备中的任何缓冲区
QIODevice::NewOnly	文件存在则打开失败，不存在则创建文件

读

Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);connect(ui->pushButton,&QPushButton::clicked,[=](){//获得文件路径QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this,"打开文件","C:\\Users\\14725\\Desktop");//将路径设置为lineEdit的内容ui->lineEdit->setText(path);//通过path路径打开文件QFile file(path);//以只读方式打开文件file.open(QIODevice::ReadOnly);//读取所有的内容存在str字符串中QString str = file.readAll();//将字符串放到textEdit中ui->textEdit->setText(str);file.close();});
}

qfile

写

Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);connect(ui->pushButton,&QPushButton::clicked,[=](){QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this,"打开文件","C:\\Users\\14725\\Desktop");ui->lineEdit->setText(path);QFile file(path);//以写方式打开文件file.open(QIODevice::Append);//写入的内容file.write("写进去的字");file.close();});
}

qfile_2

2、文件和目录信息

方法	说明
isDir	检查是否是目录
isExecutable	检查是否是可执行文件
fileName	获得文件名
completeBaseName	获取完整的文件名
suffix	获取文件后缀
completeSuffix	获取完整文件后缀
size	获取文件大小
isFile	判断是否为文件
fileTime	获取文件的创建时间、修改时间、最近访问时间等

Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);QString path = QFileDialog::getOpenFileName(this,"打开文件","C:\\Users\\14725\\Desktop");QFileInfo fileinfo(path);//这里的.toUtf8().data()后缀主要为为了将字符串转化为C字符串，不加时输出为："阿门.txt"//加上输出为：阿门.txt，会去掉引号qDebug() << "文件名：" << fileinfo.fileName().toUtf8().data();qDebug() << "后缀名：" << fileinfo.suffix().toUtf8().data();qDebug() << "文件大小：" << fileinfo.size();qDebug() << "文件路径：" << fileinfo.path().toUtf8().data();qDebug() << "是否为文件：" << fileinfo.isFile();qDebug() << "是否为目录：" << fileinfo.isDir();QDateTime time1 = fileinfo.fileTime(QFileDevice::FileBirthTime);qDebug() << "创建时间：" << time1.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").toUtf8().data();QDateTime time2 = fileinfo.lastModified();qDebug() << "上次修改时间：" << time2.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss").toUtf8().data();
}

文件属性

程序输出

二、多线程

1、线程使用

在Qt中多线程的处理一般是通过QTread类来控制实现的，这部分的内容与Linux内容强相关，我在学习这一块的时候是没有学习过Linux的，所以我是通过0Linux的基础来写下这部分内容的

API	说明
run	线程入口函数
start	通过调用run开始执行线程，操作系统根据优先级判定，如果线程正在运行，则这个函数相当于没有
currentTread	返回一个指向管理当前执行线程的QTread指针
isRunning	判断线程是否正在运行
sleep	使程序休眠，单位为s，类似的函数：msleep单位为ms，usleep单位为us
wait	阻塞线程，与此QTread对象关联的线程已经完成执行或者尚未启动都返回true，如果等待超时，返回false
terminate	终止线程执行，通过操作系统的调度决定是否立即终止
finished	线程结束后发出该信号

创建一个自定义类timethread，继承自QThread，在ui上创建一个pushbutton和label

timethread.h

class TimeThread : public QThread
{Q_OBJECT;
public:TimeThread();//线程任务函数void run();
signals://声明信号函数void sendTime(QString Time);
};

widget.h

class Widget : public QWidget
{Q_OBJECTpublic:Widget(QWidget *parent = nullptr);~Widget();
private slots:void showTime(QString Time);void on_pushButton_clicked();private:Ui::Widget *ui;//定义线程对象TimeThread t;
};

timethread.cpp

void TimeThread::run()
{while (1) {QString time = QTime::currentTime().toString("hh::mm::ss");//发送信号emit sendTime(time);sleep(1);//每一秒发送一次信号}
}

widget.cpp

Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);//当t每次sendTime的时候，触发showTimeconnect(&t,&TimeThread::sendTime,this,&Widget::showTime);
}Widget::~Widget()
{delete ui;
}void Widget::showTime(QString Time)
{//设置label的内容为时间ui->label->setText(Time);
}void Widget::on_pushButton_clicked()
{//开启线程t.start();
}

QTread

我们前面也说过，线程函数内部不允许操作ui图形界面，一般是用作数据处理的
connect函数有五个参数，第五个参数就是只有在多线程的时候才有意义，用于指定信号和槽的连接类型，同时影响信号的传递方式和槽函数的执行顺序

参数	说明
Qt::AutoConnection	根据信号和槽函数所在的线程自动选择连接类型，同一线程使用Qt::DirectConnection，不同线程使用Qt::UniqueConnection
Qt::DirectConnection	信号发出时，槽函数会立即在同一线程中执行，适用于信号和槽在同一线程时
Qt::QueuedConnection	信号发出时，槽函数会被插入到接收对象所属的线程的事件队列中，等待下一次时间循环时执行，适用于信号和槽不在同一线程
Qt::BlockingQueuedConnection	信号发出时，发送信号的线程会被阻塞，直到槽函数执行完毕，适用于信号和槽不在同一线程
Qt::UniqueConnection	确保信号与槽之间唯一连接关系的标志，可以使用位或操作与上述四种一种连接类型组合使用，可以避免重复连接

2、线程安全

（1）互斥锁

互斥锁是一种保护和防止多个线程同时访问同一对象实例的办法，主要通过QMutex类来处理

QMutex

用于保护共享资源的访问，实现线程间的互斥操作，在多线程的环境下，通过互斥锁来控制对共享数据的访问，确保线程安全

QMutex mutex;
mutex.lock();//上锁//访问共享资源mutex.unlock();//解锁

QMutexLocker

可以简化对互斥锁的上锁解锁操作，避免忘记解锁导致死锁

QMutex mutex;
{QMutexLocker locker(&mutex);//作用域内自动上锁//访问共享资源...}//作用域结束自动解锁

一个例子

mythread.h

class MyThread : public QThread
{
public:MyThread(QObject* parent = nullptr);void run();private://定义全局变量static QMutex mutex;static int num;
};

mythread.cpp

void MyThread::run()
{while (1) {this->mutex.lock();//锁上//每有一个线程进来就打印线程以及递增的数字qDebug() << this <<" : " << this->num++;this->mutex.unlock();//解锁QThread::sleep(1);}
}

在这个代码块中，mutex.lock() 和 mutex.unlock() 手动管理互斥锁，每次打印完信息后立即释放锁，然后进行 QThread::sleep(1)，由于锁已经释放，其他线程可以立即进入这段代码，导致线程的执行和打印信息可能是无序的

void MyThread::run()
{while (1) {QMutexLocker locker(&mutex);qDebug() << this <<" : " << this->num++;QThread::sleep(1);}
}

在这个代码块中，使用了 QMutexLocker 来管理锁，QMutexLocker 会在它的作用范围内自动锁定 mutex，并在 locker 离开作用域时（即循环的下一次迭代开始时）自动解锁，在这里，QThread::sleep(1) 位于锁的作用范围内，所以整个 sleep 期间锁不会释放，这样可以保证一次只有一个线程在运行这段代码，从而避免线程间的竞争

widget.cpp

Widget::Widget(QWidget *parent): QWidget(parent), ui(new Ui::Widget)
{ui->setupUi(this);MyThread* t1 = new MyThread(this);MyThread* t2 = new MyThread(this);t1->start();t2->start();
}

QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker

QReadWriteLocker：读写锁类，用于控制读和写的并发访问
QReadLocker：读操作上锁，允许多个线程同时读取共享资源
QWriteLocker：写操作上锁，只允许一个线程写入共享资源

QReadWriteLock rwLock;//在读操作中使⽤读锁 
{QReadLocker locker(&rwLock);  //在作⽤域内⾃动上读锁//读取共享资源//...
}//在作⽤域结束时⾃动解读锁//在写操作中使⽤写锁
{QWriteLocker locker(&rwLock);  //在作⽤域内⾃动上写锁//修改共享资源//...
}//在作⽤域结束时⾃动解写锁

（2）条件变量

因为在多线程编程中，某些线程需要等待某些条件满足才能执行，此时线程会使用锁的机制来阻塞其他线程，当条件满足时，等待条件的线程将被另一个线程唤醒

QWaitCondition是Qt框架提供的条件变量类，用于线程之间的通信和同步，在某个条件满足时等待或唤醒线程，用于线程的同步和协调

QMutex mutex;
QWaitCondition condition;//等待线程中
mutex.lock();//检查条件是否满足，不满足就等待
while (!conditionFullfilled()) 
{condition.wait(&mutex);//条件满足释放锁
}mutex.unlock();//------------------------------------------------------------------------------------//在改变条件的线程中
mutex.lock();
//改变条件
changeCondition();
condition.wakeAll(); //唤醒等待的线程mutex.unlock();

（3）信号量

QSemaphone是Qt框架提供的计数信号类，用于控制同时访问共享资源的线程数量，用于限制并发线程数量，用于解决一些资源有限的问题

QSemaphore semaphore(2); //同时允许两个线程访问共享资源//在需要访问共享资源的线程中
semaphore.acquire(); //尝试获取信号量，若已满则阻塞//访问共享资源
//...
semaphore.release(); //释放信号量
//在另⼀个线程中也要进行类似操作

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今日分享就到这了~