簡(jiǎn)述

QThread繼承自QObject，它發(fā)射信號(hào)（signals）以表明線程執(zhí)行開始或結(jié)束，并提供了一些槽函數(shù)（slots）。

更有趣的是，QObjects可以在多線程中使用，發(fā)射信號(hào)以在其它線程中調(diào)用槽函數(shù)，并且向“存活”于其它線程中的對(duì)象發(fā)送事件（post events）。這是可能的，因?yàn)槊恳粋€(gè)線程都擁有它自身的事件循環(huán)（event loop）。

• 簡(jiǎn)述
• QObject可重入性
• 每個(gè)線程的事件循環(huán)
• 從其它線程訪問QObject子類
• 跨線程的信號(hào)和槽

QObject可重入性

QObject是可重入的。它的大多數(shù)非GUI子類，例如：QTimer、QTcpSocket、QUdpSocket和QProcess，也都是可重入的，這使得在多線程中同時(shí)使用這些類成為可能。注意：這些類被設(shè)計(jì)成在單一線程中創(chuàng)建和使用的，在一個(gè)線程中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象而在另一個(gè)線程中調(diào)用該對(duì)象的函數(shù)，不保證能行得通。需要注意有三個(gè)約束：

• 一個(gè)QObject類型的孩子必須總是被創(chuàng)建在它的父親所被創(chuàng)建的線程中。這意味著，除了別的以外，永遠(yuǎn)不要把QThread對(duì)象（this）作為該線程中創(chuàng)建的一個(gè)對(duì)象的父親（因?yàn)镼Thread對(duì)象自身被創(chuàng)建在另外一個(gè)線程中）。

• 事件驅(qū)動(dòng)的對(duì)象可能只能被用在一個(gè)單線程中。特別是，這適用于計(jì)時(shí)器機(jī)制（timer mechanism）和網(wǎng)絡(luò)模塊。例如：你不能在不屬于這個(gè)對(duì)象的線程中啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器或連接一個(gè)socket，必須保證在刪除QThread之前刪除所有創(chuàng)建在這個(gè)線程中的對(duì)象。在run()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)中，通過在棧中創(chuàng)建這些對(duì)象，可以輕松地做到這一點(diǎn)。

• 雖然QObject是可重入的，但GUI類，尤其是QWidget及其所有子類都不是可重入的，它們只能被用在主線程中。如前面所述，QCoreApplication::exec()必須也從那個(gè)線程被調(diào)用。

在實(shí)踐中，只能在主線程而非其它線程中使用GUI的類這一點(diǎn)，可以很輕易地被解決：將耗時(shí)操作放在一個(gè)單獨(dú)的worker線程中，當(dāng)worker線程結(jié)束后在主線程中由屏幕顯示結(jié)果。這個(gè)方法被用來實(shí)現(xiàn)Mandelbrot Example和the Blocking Fortune Client Example。

一般來說，在QApplication之前就創(chuàng)建QObject是不行的，會(huì)導(dǎo)致奇怪的崩潰或退出，取決于平臺(tái)。這意味著，也不支持QObject的靜態(tài)實(shí)例。一個(gè)單線程或多線程的應(yīng)用程序應(yīng)該先創(chuàng)建QApplication，并最后銷毀QObject。

每個(gè)線程的事件循環(huán)

每個(gè)線程都有它自己的事件循環(huán)。初始線程通過QCoreApplication::exec()來啟動(dòng)它的事件循環(huán), 或者對(duì)于單對(duì)話框的GUI應(yīng)用程序，有些時(shí)候用QDialog::exec()，其它線程可以用QThread::exec()來啟動(dòng)事件循環(huán)。就像QCoreApplication，QThread提供一個(gè)exit(int)函數(shù)和quit()槽函數(shù).

一個(gè)線程中的事件循環(huán)使得該線程可以利用一些非GUI的、要求有事件循環(huán)存在的Qt類（例如：QTimer、QTcpSocket、和QProcess）。它也使得連接一些線程的信號(hào)到一個(gè)特定線程的槽函數(shù)成為可能。這一點(diǎn)將會(huì)在下面的“跨線程的信號(hào)和槽”有詳細(xì)介紹。

一個(gè)QObject實(shí)例被稱為存活于它所被創(chuàng)建的線程中。關(guān)于這個(gè)對(duì)象的事件被分發(fā)到該線程的事件循環(huán)中。可以用QObject::thread()方法獲取一個(gè)QObject所處的線程。

QObject::moveToThread()函數(shù)改變一個(gè)對(duì)象和它的孩子的線程所屬性。（如果該對(duì)象有父親的話，它不能被移動(dòng)到其它線程中）。

從另一個(gè)線程（不是該QObject對(duì)象所屬的線程）對(duì)該QObject對(duì)象調(diào)用delete方法是不安全的，除非你能保證該對(duì)象在那個(gè)時(shí)刻不處理事件，使用QObejct::deleteLater()更好。一個(gè)DeferredDelete類型的事件將被提交（posted），而該對(duì)象的線程的事件循環(huán)最終會(huì)處理這個(gè)事件。默認(rèn)情況下，擁有一個(gè)QObject的線程就是創(chuàng)建QObject的那個(gè)線程，而不是QObject::moveToThread()被調(diào)用后的。

如果沒有事件循環(huán)運(yùn)行，事件將不會(huì)傳遞給對(duì)象。例如：你在一個(gè)線程中創(chuàng)建了一個(gè)QTimer對(duì)象，但從沒有調(diào)用exec()，那么，QTimer就永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)射timeout()信號(hào)，即使調(diào)用deleteLater()也不行。（這些限制也同樣適用于主線程）。

利用線程安全的方法QCoreApplication::postEvent()，你可以在任何時(shí)刻給任何線程中的任何對(duì)象發(fā)送事件，這些事件將自動(dòng)被分發(fā)到該對(duì)象所被創(chuàng)建的線程事件循環(huán)中。

所有的線程都支持事件過濾器，而限制是監(jiān)控對(duì)象必須和被監(jiān)控對(duì)象存在于相同的線程中。類似的，QCoreApplication::sendEvent()（不同于postEvent()）只能將事件分發(fā)到和該函數(shù)調(diào)用者相同的線程中的對(duì)象。

從其它線程訪問QObject子類

QObject及其所有子類都不是線程安全的。這包含了整個(gè)事件交付系統(tǒng)。重要的是，切記事件循環(huán)可能正在向你的QObject子類發(fā)送事件，當(dāng)你從另一個(gè)線程訪問該對(duì)象時(shí)。

如果你正在調(diào)用一個(gè)QObject子類的函數(shù)，而該子類對(duì)象并不存活于當(dāng)前線程中，并且該對(duì)象是可以接收事件的，那么你必須用一個(gè)mutex保護(hù)對(duì)該QObject子類的內(nèi)部數(shù)據(jù)的所有訪問，否則，就有可能發(fā)生崩潰和非預(yù)期的行為。

同其它對(duì)象一樣，QThread對(duì)象存活于該對(duì)象被創(chuàng)建的線程中 – 而并非是在QThread::run()被調(diào)用時(shí)所在的線程。一般來說，在QThread子類中提供槽函數(shù)是不安全的，除非用一個(gè)mutex保護(hù)成員變量。

另一方面，可以在QThread::run()的實(shí)現(xiàn)中安全地發(fā)射信號(hào)，因?yàn)樾盘?hào)發(fā)射是線程安全的。

跨線程的信號(hào)和槽

Qt支持如下的信號(hào)-槽連接類型：

• Auto Connection（默認(rèn)）：如果信號(hào)在接收者所依附的線程內(nèi)發(fā)射，則等同于Direct Connection。否則，等同于Queued Connection。

• Direct Connection：當(dāng)信號(hào)發(fā)射后，槽函數(shù)立即被調(diào)用。槽函數(shù)在信號(hào)發(fā)射者所在的線程中執(zhí)行，而未必需要在接收者的線程中。

• Queued Connection：當(dāng)控制權(quán)回到接受者所在線程的事件循環(huán)時(shí)，槽函數(shù)被調(diào)用。槽函數(shù)在接收者的線程中執(zhí)行。

• Blocking Queued Connection：槽函數(shù)的調(diào)用情形和Queued Connection相同，不同的是當(dāng)前的線程會(huì)阻塞住，直到槽函數(shù)返回。?
  注意：在同一個(gè)線程中使用這種類型進(jìn)行連接會(huì)導(dǎo)致死鎖。

• Unique Connection：行為與Auto Connection相同，但是連接只會(huì)在“不會(huì)與已存在的連接相同”時(shí)建立，也就是：如果相同的信號(hào)已經(jīng)被連接到相同的槽函數(shù)，那么連接就不會(huì)被再次建立，并且connect()會(huì)返回false。

通過傳遞一個(gè)參數(shù)給connect()來指定連接類型。要知道，如果一個(gè)事件循環(huán)運(yùn)行在接收者的線程中，而發(fā)送者和接收者位于不同的線程時(shí)，使用Direct Connection是不安全的。同樣的原因，調(diào)用存活于另一個(gè)線程中的對(duì)象的任何函數(shù)都是不安全的。

QObject::connect()本身是線程安全的。

Mandelbrot Example使用了Queued Connection來連接一個(gè)worker線程和主線程。為了避免凍結(jié)主線程的事件循環(huán)（即避免因此而凍結(jié)了應(yīng)用的UI），所有的曼德爾布羅特分形計(jì)算（Mandelbrot fractal computation）都是在一個(gè)單獨(dú)的worker線程中完成的，線程結(jié)束一個(gè)計(jì)算時(shí)發(fā)射一個(gè)信號(hào)。

同樣，Blocking Fortune Client Example使用了一個(gè)單獨(dú)的線程來和TCP server進(jìn)行異步通信。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Qt-Threads和QObjects详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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