Qt 学习之路 2(73):Qt 线程相关类

希望上一章有关事件循环的内容还没有把你绕晕。本章将重新回到有关线程的相关内容上面来。在前面的章节我们了解了有关QThread类的简单使用。不过,Qt 提供的有关线程的类可不那么简单,否则的话我们也没必要再三强调使用线程一定要万分小心,一不留神就会陷入陷阱。

事实上,Qt 对线程的支持可以追溯到2000年9月22日发布的 Qt 2.2。在这个版本中,Qt 引入了QThread。不过,当时对线程的支持并不是默认开启的。Qt 4.0 开始,线程成为所有平台的默认开启选项(这意味着如果不需要线程,你可以通过编译选项关闭它,不过这不是我们现在的重点)。现在版本的 Qt 引入了很多类来支持线程,下面我们将开始逐一了解它们。

QThread是我们将要详细介绍的第一个类。它也是 Qt 线程类中最核心的底层类。由于 Qt 的跨平台特性,QThread要隐藏掉所有平台相关的代码。

正如前面所说,要使用QThread开始一个线程,我们可以创建它的一个子类,然后覆盖其QThread::run()函数:

class Thread : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        /* 线程的相关代码 */
    }
};

然后我们这样使用新建的类来开始一个新的线程:

Thread *thread = new Thread;
thread->start(); // 使用 start() 开始新的线程

注意,从 Qt 4.4 开始,QThread就已经不是抽象类了。QThread::run()不再是纯虚函数,而是有了一个默认的实现。这个默认实现其实是简单地调用了QThread::exec()函数,而这个函数,按照我们前面所说的,其实是开始了一个事件循环(有关这种实现的进一步阐述,我们将在后面的章节详细介绍)。

QRunnable是我们要介绍的第二个类。这是一个轻量级的抽象类,用于开始一个另外线程的任务。这种任务是运行过后就丢弃的。由于这个类是抽象类,我们需要继承QRunnable,然后重写其纯虚函数QRunnable::run()

class Task : public QRunnable
{
public:
    void run()
    {
        /* 线程的相关代码 */
    }
};

要真正执行一个QRunnable对象,我们需要使用QThreadPool类。顾名思义,这个类用于管理一个线程池。通过调用QThreadPool::start(runnable)函数,我们将一个QRunnable对象放入QThreadPool的执行队列。一旦有线程可用,线程池将会选择一个QRunnable对象,然后在那个线程开始执行。所有 Qt 应用程序都有一个全局线程池,我们可以使用QThreadPool::globalInstance()获得这个全局线程池;与此同时,我们也可以自己创建私有的线程池,并进行手动管理。

需要注意的是,QRunnable不是一个QObject,因此也就没有内建的与其它组件交互的机制。为了与其它组件进行交互,你必须自己编写低级线程原语,例如使用 mutex 守护来获取结果等。

QtConcurrent是我们要介绍的最后一个对象。这是一个高级 API,构建于QThreadPool之上,用于处理大多数通用的并行计算模式:map、reduce 以及 filter。它还提供了QtConcurrent::run()函数,用于在另外的线程运行一个函数。注意,QtConcurrent是一个命名空间而不是一个类,因此其中的所有函数都是命名空间内的全局函数。

不同于QThreadQRunnableQtConcurrent不要求我们使用低级同步原语:所有的QtConcurrent都返回一个QFuture对象。这个对象可以用来查询当前的运算状态(也就是任务的进度),可以用来暂停/回复/取消任务,当然也可以用来获得运算结果。注意,并不是所有的QFuture对象都支持暂停或取消的操作。比如,由QtConcurrent::run()返回的QFuture对象不能取消,但是由QtConcurrent::mappedReduced()返回的是可以的。QFutureWatcher类则用来监视QFuture的进度,我们可以用信号槽与QFutureWatcher进行交互(注意,QFuture也没有继承QObject)。

下面我们可以对比一下上面介绍过的三种类:

特性 QThread QRunnable QtConcurrent
高级 API
面向任务
内建对暂停/恢复/取消的支持
具有优先级
可运行事件循环

7 Comments

  1. aben 2013年11月28日
  2. 流浪的关公 2014年1月13日
    • 豆子 2014年1月13日
  3. 动感超人 2014年5月26日
    • 豆子 2014年5月27日
      • Lucifer_end 2015年2月9日
  4. haha3 2015年12月15日

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