QT 异步编程之多线程

一、概述

1、在进行桌面应用程序开发的时候，假设应用程序在某些情况下需要处理比较复制的逻辑，如果只有一个线程去处理，就会导致窗口卡顿，无法处理用户的相关操作。这种情况下就需要使用多线程，其中一个线程处理窗口事件，其它线程进行逻辑运算，多个线程各司其职，不仅可以提高用户体验还可以提升程序的执行效率。

2、当前的主线程不能让它做非常复制的逻辑操作，如果你让它做了非常复杂的逻辑操作后，咱们再操作这个窗口的时候就会出现界面的卡顿，那么这些复杂的操作应该交给子线程去做。

3、默认的线程在Qt中称之为窗口线程，也叫主线程，负责窗口事件处理或者窗口控件数据的更新。

4、子线程复制后台的业务逻辑处理，子线程中不能对窗口对象做任何操作，这些事情需要交给窗口线程处理。

5、主线程和子线程之间如果要进行数据的传递，需要使用Qt中的信号与槽机制

二、多线程的使用方式一

1、需要创建一个线程的子类，让其继承QT中的线程类QThread

class MyThread : public QThread
{...............
}

2、重写父类的run方法，在该函数内部编写子线程要处理的具体的业务流程

class MyThread : public QThread
{.........
protected:void run(){........}
}

3、在主线程中创建子线程对象，new一个就可以了

MyThread *subThread = new MyThread;

 4、启动子线程，调用start()方法

subThread->start();

5、示例 MyThread.h

#ifndef MYTHREAD_H
#define MYTHREAD_H#include <QObject>
#include <QThread>class MyThread : public QThread
{Q_OBJECT
public:MyThread();void print();protected:void run() override;signals:
};#endif // MYTHREAD_H

6、 示例 MyThread.cpp

#include "mythread.h"
#include <QDebug>MyThread::MyThread()
{
}void MyThread::print()
{qDebug() << "子线程成员函数的线程ID:" << QThread::currentThreadId();
}void MyThread::run()
{qDebug() << "子线程的线程ID:" << QThread::currentThreadId();
}

7、main函数

int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);MyThread w;w.start();qDebug() << "主线程ID:" << QThread::currentThreadId();w.print();return a.exec();
}

8、结果展示

 9、结果分析：

（1）主线程和子线程的顺序不确定，偶尔主线程在前，偶尔子线程在前

（2）子线程类的成员函数包括槽函数是运行在主线程当中的，只有run()函数运行在子线程中

（3）如果run()函数中调用子线程的成员函数，那么该成员函数运行在子线程中

二、多线程的使用方式二

 1、创建一个新的类，让这个类从QObject派生

class MyWork : public QObject
{.........
}

2、在这个类中添加一个公共的成员函数，函数体就是我们要子线程中要执行的业务逻辑

class MyWork : public QObject
{
public:......//函数名自己指定，叫什么都可以void working();
}

3、在主线程中创建一个QThread对象，这就是子线程的对象

QThread *sub = new QThread;

4、在主线程中创建工作的类对象（不要给创建的对象指定父对象）

MyWork *work = new MyWork(this);  //error
MyWork *work = new MyWork;        //ok

5、将MyWork对象移动到创建的子线程对象中，需要调用QObject类提供的moveToThread()方法

work->moveToThread(sub);

6、启动子线程，调用start()，这时候线程启动了，但是移动到线程中的对象并没有工作

7、调用MyWork类对象的工作函数，让这个函数开始执行，这时候是在移动到的那个子线程中运行的

8、示例 MyWork.h

#ifndef MYWORK_H
#define MYWORK_H#include <QObject>class MyWork : public QObject
{Q_OBJECT
public:explicit MyWork(QObject *parent = nullptr);void print();public slots:void doWork();signals:
};#endif // MYWORK_H

9、示例 MyWork.cpp

#include "mywork.h"
#include <QDebug>
#include <QThread>MyWork::MyWork(QObject *parent): QObject{parent}
{
}void MyWork::print()
{qDebug() << "成员函数ThreadID:" << QThread::currentThreadId();
}void MyWork::doWork()
{qDebug() << "doWork ThreadId:" << QThread::currentThreadId();
}

10、示例 main

int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);QThread *thread = new QThread();MyWork *worker = new MyWork;worker->moveToThread(thread);QObject::connect(thread, &QThread::started, worker, &MyWork::doWork);QObject::connect(thread, &QThread::started, worker, &MyWork::print);qDebug() << "主线程ID:" << QThread::currentThreadId();//启动线程thread->start();//调用成员函数worker->print();return a.exec();
}

 11、运行结果

22:38:21: Starting D:\QT\practice\mouseTrack\bin\debug\untitled.exe...
主线程ID: 0x56f0
成员函数ThreadID: 0x56f0
doWork ThreadId: 0x49d4
成员函数ThreadID: 0x49d4

 12、结果分析

（1）通过信号与槽触发的成员函数、槽函数，执行都在新线程里面，通过对象调用执行，则在旧线程里面

三、QThread常用函数

1、start()：启动线程，使线程进入运行状态

2、quit()：终止线程的事件循环

3、terminate()：强制终止线程的执行，不推荐使用，可能导致资源泄露和未定义的行为

4、wait()：阻塞当前线程，直到线程执行完成或超时

5、finished()：在线程执行完成时发出信号

6、isRunning()：判断线程是否正在运行

7、currentThreadId：返回当前线程ID

8、setPriority：设置线程优先级

9、yieldCurrentThread()：释放当前线程的时间片，允许其它线程执行

10、msleep()：让当前线程休眠指定毫秒数

四、QThread的退出方式

1、重写run函数的方式退出，这个我们好控制。但是使用MoveToThread的方式，在退出线程的时候经常会碰到崩溃的情况，如下：

Destroyed while thread is still running 

2、说明线程还没有退出循环就被强制释放了资源，意思就是线程还在运行过程中被释放，就造成了崩溃。所以我们在给线程发出退出指令之后，还要等待线程执行完此次事件循环，再才能销毁这个thread指针。

//错误案例1
thread->quit();
delete trhead;//错误案例2
thread->terminate();
delete thread;

 上面都是不安全的代码，不要使用

3、安全的退出方式

（1）使用QThread的finished信号绑定QObject的deleteLater函数实现自动释放

	TestObject* object = new TestObject;QThread* thread = new QThread;object->moveToThread(thread );connect(thread,&QThread::finished,object,&TestObject::deleteLater);	// 退出后释放TestObject对象资源connect(thread,&QThread::finished,thread,&QThread::deleteLater);	// 退出后释放QThread对象资源thread->start();

（2）绑定函数退出

void MyWork::deleteThread(QThread *thread)
{thread->quit();thread->wait();delete thread;
}connect(myWoker, &MyWorker::signalFinished, myWoker, &QObject::deleteLater);
connect(myWoker, &QObject::destroyed, this, [thread, this]() { deleteThread(thread); });

五、两种方式的使用场景

1、QThread使用场景

(1）当需要创建一个独立的线程来执行某个任务，且需要对线程的整个生命周期进行管理时，适合使用 QThread 方式。

(2）当任务逻辑相对简单或独立，不需要频繁地进行线程间通信时，可以选择使用 QThread 方式。

2、moveToThread方式

（1）当需要将一个 QObject 对象移动到指定的线程中执行任务，或者需要多个对象在同一线程中协同工作时，适合使用 moveToThread() 方式。

（2）当需要灵活地控制对象和线程之间的关系，进行复杂的线程间通信时，可以选择使用 moveToThread() 方式。