Qt多线程创建

2020-10-30 11:19:13 浏览数 (1)

【为什么要用多线程?】

传统的图形用户界面应用程序都只有一个执行线程,并且一次只执行一个操作。如果用户从用户界面中调用一个比较耗时的操作,当该操作正在执行时,用户界面通常会冻结而不再响应。这个问题可以用事件处理和多线程来解决。

【使用多线程有什么好处?】

  1. 提高应用程序的响应速度。这对于开发图形界面程序尤其重要,当一个操作耗时很长时(比如大批量I/O或大量矩阵变换等CPU密集操作),整个系统都会等待这个操作,程序就不能响应键盘、鼠标、菜单等操作,而使用多线程技术可将耗时长的操作置于一个新的线程,从而避免上述问题。
  2. 使多CPU系统更加有效。当线程数不大于CPU数目时,操作系统可以调度不同的线程运行于不同的CPU上。
  3. 改善程序结构。一个既长又复杂的进程可以考虑分为多个线程,成为独立或半独立的运行部分,这样有利于程序的理解和维护。

【Qt中创建线程的方法】

只需要子类化QThread并重新实现它的run()函数就可以了。run()是个纯虚函数,是线程执行的入口,在run()里出现的代码将会在另外线程中被执行。run()函数是通过start()函数来实现调用的。

【实例】

下面一个例子给出了在应用程序中除了主线程外,还提供了线程A和B。如果单击窗口中的按钮“Start A”,Qt的控制台就会连续输出字母“A”,此时按钮“Start A”被刷新为“Stop A”。再单击按钮“Start B”,控制台会交替输出字母“A”和“B”。如果再单击按钮“Stop A”,则控制台只输出字母“B”。如下图所示:

thread.h代码

代码语言:javascript复制
#ifndef THREAD_H
 #define THREAD_H
 
 #include <QThread>
 #include <iostream>
 
 class Thread : public QThread
 {
     Q_OBJECT
 public:
     Thread();
     void setMessage(QString message);
     void stop();
 
 protected:
     void run(); 
     void printMessage();
 
 private:
     QString messageStr;
     volatile bool stopped;
 };
 
 #endif // THREAD_H

注:

  • stopped被声明为易失性变量(volatile variable,断电或中断时数据丢失而不可再恢复的变量类型),这是因为不同的线程都需要访问它,并且我们也希望确保它能在任何需要的时候都保持最新读取的数值。如果省略关键字volatile,则编译器就会对这个变量的访问进行优化,可能导致不正确的结果。

thread.cpp代码

代码语言:javascript复制
 #include "thread.h"
 #include <QDebug>
 
 Thread::Thread()
 {
     stopped = false;
 }
 
 void Thread::run()
 {
     while(!stopped)
     {
         printMessage();
     }
     stopped = false;
 }
 
 void Thread::stop()
 {
     stopped = true;
 }
 
 void Thread::setMessage(QString message)
 {
     messageStr = message;
 }
 
 void Thread::printMessage()
 {
     qDebug()<<messageStr;
     sleep(1);
 }

注:

  • QTread提供了一个terminate()函数,该函数可以再一个线程还在运行的时候就终止它的执行,但不推荐用terminate(),因为terminate()不会立刻终止这个线程,该线程何时终止取决于操作系统的调度策略,也就是说,它可以随时停止线程执行而不给这个线程自我清空的机会。更安全的方法是用stopped变量和stop()函数,如例子所示。
  • 调用setMessage()让第一个线程每隔1秒打印字母“A”,而让第二个线程每隔1秒打印字母“B”。
  • 线程会因为调用printf()而持有一个控制I/O的锁,多个线程同时调用printf()在某些情况下回造成控制台输出阻塞,而用qDebug()作为控制台输出一般不会出现上述问题。

threaddialog.h代码

代码语言:javascript复制
 #ifndef THREADDIALOG_H
 #define THREADDIALOG_H
 
 #include <QPushButton>
 #include <QDialog>
 #include <QCloseEvent>
 #include "thread.h"
 
 class ThreadDialog : public QDialog
 {
     Q_OBJECT
 
 public:
     ThreadDialog(QWidget *parent=0);
 
 protected:
     void closeEvent(QCloseEvent *event);
 
 private slots:
     void startOrStopThreadA();
     void startOrStopThreadB();
     void close();
 
 private:
     Thread threadA;
     Thread threadB;
     QPushButton *threadAButton;
     QPushButton *threadBButton;
     QPushButton *quitButton;
 };
 
 #endif // THREADDIALOG_H

threaddialog.cpp代码

代码语言:javascript复制
 #include "threaddialog.h"
 
 ThreadDialog::ThreadDialog(QWidget *parent) : QDialog(parent)
 {
     threadA.setMessage("A");
     threadB.setMessage("B");
 
     threadAButton = new QPushButton(tr("Start A"), this);
     threadAButton->setGeometry(10, 30, 80, 30);
     threadBButton = new QPushButton(tr("Start B"),this);
     threadBButton->setGeometry(110, 30, 80, 30);
     quitButton = new QPushButton(tr("Quit"), this);
     quitButton->setGeometry(210, 30, 80, 30);
     quitButton->setDefault(true);
 
     connect(threadAButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(startOrStopThreadA()));
     connect(threadBButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(startOrStopThreadB()));
     connect(quitButton, SIGNAL(clicked()), this, SLOT(close()));
 }
 
 void ThreadDialog::startOrStopThreadA()
 {
     if(threadA.isRunning())
     {
         threadAButton->setText(tr("Stop A"));
         threadA.stop();
         threadAButton->setText(tr("Start A"));
     }
     else
     {
         threadAButton->setText(tr("Start A"));
         threadA.start();
         threadAButton->setText(tr("Stop A"));
     }
 }
 
 void ThreadDialog::startOrStopThreadB()
 {
     if(threadB.isRunning())
     {
         threadBButton->setText(tr("Stop B"));
         threadB.stop();
         threadBButton->setText(tr("Strat B"));
     }
     else
     {
         threadBButton->setText(tr("Start B"));
         threadB.start();
         threadBButton->setText(tr("Stop B"));
     }
 }
 
 void ThreadDialog::closeEvent(QCloseEvent *event)
 {
     threadA.stop();
     threadB.stop();
     threadA.wait();
     threadB.wait();
     event->accept();
 }
 
 void ThreadDialog::close()
 {
     exit(0);
 }

注:

  • startOrStopA的逻辑是:当单击A的按钮时,如果系统判断到有线程A在运行中,就把A的按钮刷新为“Stop A”,表示可以进行stop A的动作,并停止线程A的运行,再将A的按钮刷新为“Start A”。否则,如果线程A没有运行,就把按钮刷新为表示可以运行的“Start A”,启动线程A,然后将A按钮刷新为“Stop A”。
  • 当不用Qt设计器时,new一个button出来,需要指定一个父类,比如this,否则运行程序,窗口里没有按钮。
  • new了多个按钮或控件,需要用setGeometry来确定它们的大小和位置,否则前面的被后面的覆盖,最终看到的是最后一个按钮。setGeometry的前2个参数是相对于窗口的坐标位置,后两个参数是按钮的长宽。
  • 单击Quit或关闭窗口,就停止所有正在运行的线程,并且在调用函数QCloseEvent::accept()之前等待它们完全结束,这样就可以确保应用程序是以一种原始清空的状态退出的。
  • 如果没有62~65行的重新定义close函数,使进程完全退出。否则点击Quit按钮或叉号退出窗口后,进程依然驻留在系统里。

main.cpp代码

代码语言:javascript复制
 #include "threaddialog.h"
 #include <QApplication>
 
 int main(int argc, char *argv[])
{
     QApplication app(argc, argv);
     ThreadDialog *threaddialog = new ThreadDialog;
     threaddialog->exec();
     return app.exec();
 }

注:

  • 在GUI程序中,主线程也被称为GUI线程,因为它是唯一一个允许执行GUI相关操作的线程。必须在创建一个QThread之前创建QApplication对象。

运行结果:

项目百度网盘瞎咋链接:

https://pan.baidu.com/s/1N-3NsA41R7Laq9cfSFc9Ew

提取码: 43rb

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