QT 线程锁

在 Qt 中，线程锁是用来同步多线程访问共享资源的机制，防止数据竞争和线程安全问题。Qt 提供了几种线程锁和同步工具，主要包括以下几种：

1. QMutex

功能：QMutex 是 Qt 中最常用的互斥锁（mutex），用于保护共享数据资源，确保同一时刻只有一个线程能够访问该资源。
用法：
使用 lock() 来锁定资源，unlock() 来解锁资源。
支持递归锁定，即同一个线程可以多次锁定同一 QMutex，但需要多次解锁。
示例代码：
cpp

QMutex mutex;void threadFunction() {mutex.lock();// 临界区代码mutex.unlock();
}

2. QReadWriteLock

功能：QReadWriteLock 是一个读写锁，允许多个线程同时读取共享资源，但在写线程访问资源时，其他线程不能同时读取或写入。
用法：
使用 lockForRead() 来进行读取锁定，lockForWrite() 来进行写入锁定。
unlock() 来释放锁。
适用场景：当读操作远多于写操作时，使用 QReadWriteLock 可以提高性能。
示例代码：
cpp

QReadWriteLock rwLock;void readFunction() {rwLock.lockForRead();// 读取操作rwLock.unlock();
}void writeFunction() {rwLock.lockForWrite();// 写入操作rwLock.unlock();
}

3. QMutexLocker

功能：QMutexLocker 是 QMutex 的一种智能锁封装类，自动在作用域结束时释放锁，避免手动调用 unlock()。
用法：
在构造 QMutexLocker 对象时自动锁定互斥量，在对象生命周期结束时自动解锁。
使代码更加简洁，减少错误发生。
示例代码：
cpp

QMutex mutex;void threadFunction() {QMutexLocker locker(&mutex); // 自动锁定// 临界区代码
}  // 自动解锁

4. QSemaphore

功能：QSemaphore 是一个信号量机制，用于限制同时访问共享资源的线程数。它通常用于控制并发线程的数量。
用法：
使用 acquire() 方法来请求信号量，release() 方法来释放信号量。
用于实现生产者-消费者模式等场景。
示例代码：
cpp

QSemaphore semaphore(3); // 最大并发数为3void threadFunction() {semaphore.acquire();// 访问共享资源semaphore.release();
}

5. QCondition

功能：QCondition 用于条件变量，它允许线程在某些条件满足时被唤醒。通常与 QMutex 配合使用，实现线程间的同步。
用法：
使用 wait() 来让线程等待某个条件，使用 wakeOne() 或 wakeAll() 来唤醒等待线程。
适用场景：实现生产者-消费者模型、任务调度等。
示例代码：
cpp

QMutex mutex;
QCondition condition;void waitFunction() {mutex.lock();condition.wait(&mutex);  // 等待条件满足mutex.unlock();
}void wakeFunction() {mutex.lock();condition.wakeOne();  // 唤醒一个等待的线程mutex.unlock();
}

6. QAtomicInteger / QAtomicPointer

功能：QAtomicInteger 和 QAtomicPointer 是用于原子操作的类，提供对整数或指针的原子操作支持。
适用场景：当需要对某些共享数据进行原子操作时，可以使用原子类型，避免锁的开销。

示例代码：

cpp

QAtomicInteger<int> counter;void threadFunction() {counter.fetchAndAddOrdered(1);  // 原子加1} 

7. QtConcurrent::run 和 QThreadPool

功能：Qt 提供了 QtConcurrent 和 QThreadPool 来简化多线程的使用。QtConcurrent::run 可以启动并行任务，而 QThreadPool 则允许管理一组线程，自动处理线程池中的任务调度和线程复用。
用法：
使用 QtConcurrent::run 来运行一个线程中的函数。
QThreadPool 可通过管理多个任务和线程来避免手动管理线程和同步机制。
示例代码：
cpp

void myFunction() {// 任务代码
}QThreadPool::globalInstance()->start(QtConcurrent::run, myFunction);

这些同步机制有不同的应用场景，选择时应根据具体需求决定，例如：

• QMutex 适用于简单的互斥操作。
• QReadWriteLock 适用于读多写少的场景。
• QSemaphore 用于限制资源访问的并发数。
• QCondition 用于线程间的等待与唤醒。

此外，Qt 的多线程支持不仅包括锁和同步，还涉及到信号槽机制和事件队列等，保证了多线程编程的简洁性和高效性。