今天團建，但是文章也要寫。酒要喝好，文要寫美，方為我輩程序員的全才之路。嘎嘎

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之前一直在看POSIX的多線程編程，上個周末結合自己的理解，寫了一個基于Qt的用條件變量同步線程的例子。故此來和大家一起分享，希望和大家一起交流。

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提到線程，如果在UI編程中，總會和一些耗時操作聯系在一起。Qt中處理耗時操作通常有兩種方式，一種是將耗時操作放在線程中；另一種則是使用QApplication::processEvents()，防止阻塞UI。從更加通用的角度來講，我是更傾向于線程的，但對于很多初學者來講，線程還是有一定難度的。比如說需要對線程間共享的數據提供保護，使用互斥量同步、使用條件變量、使用讀寫鎖同步等；各種同步方式用在什么情況下，開始編程時多線程使用的并不多，無法切身體會到這些問題，后來程序寫的多了一點兒，慢慢接觸到一些多線程的東西，并且自己也可以學習了相關知識，并用到實際程序中。好了，下面以一個實際的例子為背景，來說明Linux POSIX多線程的一些特性。

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程序環境：ubuntu 14.04、 Qt 5.5.1、 Posix多線程(C的用法)

這里簡單說下我為什么用Linux C的多線程，因為Qt的多線程編程對于一些線程的終止時含糊不清楚的，并且一個線程被終止后的資源是無法被清理的，所以我選擇是相對底層的一些用法，以后有機會我還會添加線程取消和線程退出的操作。

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我自己設定的場景是這樣的，在UI主線程中通過界面手動向一個線程間共享的隊列中push數據，而另外開啟的一個線程則一直在while中pop數據，這算是一個變種的生產者和消費者模式吧。

至于條件變量、互斥量(也就是互斥鎖)的初始化在這里不再詳細說明，只說明一些相對重要的地方。

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1.?UI中向隊列push數據(生產者生產數)

這是一個槽函數，當在lineEdit中回車后，則會觸發該槽函數，由于該隊列是線程間的共享數據，所以使用了互斥鎖進行保護，即該槽操作數據的過程中如果有其他線程想要操作數據，則其他線程則會被阻塞，即訪問一個已經被加鎖的互斥量的線程會被阻塞。

void Widget::on_le_writeNum_returnPressed(){ int status;
status = pthread_mutex_lock (&mp_processThread->m_structCondition.mutex); if (status != 0) err_abort (status, "Lock mutex");
QString num = ui->le_writeNum->text(); mp_processThread->queuePushData(num.toInt());
status = pthread_cond_signal (&mp_processThread->m_structCondition.cond);// status = pthread_cond_broadcast( &mp_processThread->m_structCondition.cond); if (status != 0) err_abort (status, "Signal condition");
status = pthread_mutex_unlock (&mp_processThread->m_structCondition.mutex); if (status != 0) err_abort (status, "Unlock mutex");}

2.?消費者線程pop數據

該線程使用的是Qt的moveToThread方法創建的線程，這里注意的是，整個類都運行在新的線程中。該槽函數隨著線程的啟動信號(start())發射后而一直進行while循環。首先對互斥量上鎖，之后判斷謂詞狀態，如果隊列為空，則等待條件變量。等待條件變量時pthread_cond_wait()會自動釋放互斥鎖，這樣其他線程才能夠操作共享數據。從條件變量等待中醒來后，會再次獲得互斥鎖，以操作共享數據。共享數據被操作完成后，再次釋放互斥鎖。這是我們使用條件變量等待的一個操作流程，如果我們不使用條件變量等待會是怎樣的呢？

void ProcessThread::slot_processData(){ int status;
while(!mb_stopThread) { status = pthread_mutex_lock (&m_structCondition.mutex); if (status != 0) err_abort (status, "Lock mutex");
while(m_queue.empty()) //if queue is empty, wait contion {//使用條件變量等待 status = pthread_cond_wait(&m_structCondition.cond, &m_structCondition.mutex); // qDebug() << "pthread_cond_wait is block func!";
if (status != 0) { err_abort (status, "Wait on cond faild"); } }
while(!m_queue.empty()) { qDebug() << "queue mem is" << m_queue.back();
m_queue.pop(); }
status = pthread_mutex_unlock (&m_structCondition.mutex); if (status != 0) err_abort (status, "Unlock mutex");
}
}

3.?不使用條件變量等待

①不使用條件變量等待

如果不使用條件變量等待，則消費者線程在很大一部時間內幾乎都是在執行while(1)無限循環，這是很占用CPU資源的，在ubuntu下，使用htop查看的效果如下：

屏蔽status = pthread_cond_wait(&m_structCondition.cond,

&m_structCondition.mutex);

我們看到，此時CPU是滿負荷在運行的，這當然不是一個程序所應有的正常狀態。

②使用條件變量的結果

此時我們看到CPU的占用率是很低的，這也是為什么使用條件變量的原因之一，讓不滿足的條件的線程掛起，而不是在浪費CPU資源。條件變量是 允許使用隊列的線程之間交換隊列狀態信息的機制。那么當我們還沒有掌握線程條件變量的用法時，又遇到這種情況時，該怎么做呢？簡單，加個5ms的延時即可，5ms對我們來講時間極短極短，但對計算機來講，已經挺長時間了。

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最后，當我們關掉UI窗口時，會有這樣一句消息：

QThread: Destroyed while thread is still running

線程正在運行時就被破壞了，這個我們接下來會說，那就是如何退出線程、終止線程以及取消線程等操作了。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux Qt使用POSIX多线程条件变量、互斥锁(量)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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