Qt 学习之路 2（73）：Qt 线程相关类

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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QThread和QRunnable，QtConcurrent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	✔	✘	✘