Qt多线程简述————moveToThread/QThread

繁星蓝雨
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0 背景

因为项目需要处理TCP传来的特别快的数据，每秒600次，核算差不多1.6ms一次，如果单用一个主线程来处理特别容易卡死（因为虽然主线程接受数据很快，但是处理数据就会特别慢(相较与接受数据)，就会导致来不及接受接下来的数据），因此需要用到多线程来处理。

以前都是单核计算机时，多线程其实都是并发的，也就是（微观上）多个线程轮换使用cpu，宏观上看起来是“同时”执行的，因此总体上效率并没有明显的提升。但是多核计算机时，可以并行（微观上同时）执行多个线程，执行效率会有明显提升。

1 moveToThread自动化管理线程【推荐】

处理数据的类：

class DealData:public QObject{
    Q_OBJECT
public slots:
    //处理数据函数
    void deal(QString);
signals:
    //把处理后的记过返回给主线程
    void resultReady(const QString);
};

主类（主线程）：

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private:
    Ui::Widget *ui;
signals:
    //激活线程的槽函数
    void activeThread(QString);
public slots:
    //处理返回后的结果
    void handleResult(QString);
private:
    //管理的线程 
    QThread dealDataThreadOne;
    //初始化线程
    void initDealDataThread();
};

事件处理

#ifdef Q_OS_LINUX
#include <pthread.h>
#endif

#ifdef Q_OS_WIN
#include <windows.h>
#endif

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

#include<QDebug>
#include<QPushButton>
//构造函数
Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    //输出线程标示
    #ifdef Q_OS_LINUX
    qDebug() << pthread_self();
#endif

#ifdef Q_OS_WIN
    qDebug() << GetCurrentThreadId();
#endif

    //初始化线程
    initDealDataThread();
    //创建一个button，用于激活线程处理函数（也可以使用其他方式）
    QPushButton *pushButton;
    pushButton = new QPushButton(this);
    //设置按钮名
    pushButton->setObjectName(QString::fromUtf8("pushButton"));
    //设置大小
    pushButton->setGeometry(QRect(50, 50, 171, 61));
    //设置按钮中的文字
    pushButton->setText(QCoreApplication::translate("Widget", "\346\277\200\346\264\273\345\244\204\347\220\206\346\225\260\346\215\256\347\232\204\347\272\277\347\250\213", nullptr));
    //button点击时间激活
    connect(pushButton, &QPushButton::clicked, [=](){
        activeThread(QString("jiangxueHan"));
    });

}

Widget::~Widget()
{
    //退出线程
    dealDataThreadOne.quit();//停止事件循环
    dealDataThreadOne.wait();//阻塞知道线程结束
    delete ui;
}

void Widget::initDealDataThread()
{
    DealData* dealdata = new DealData; 
   qDebug()<<"主线程:"<<QThread::currentThreadId();
   
    dealdata->moveToThread(&dealDataThreadOne);
    //把数据处理交给其余线程
    connect(this, &Widget::activeThread, dealdata, &DealData::deal);
    //处理返回后的结果
    connect(dealdata, &DealData::resultReady, this, &Widget::handleResult);
        //线程结束后，销毁线程
    connect(&dealDataThreadOne, &QThread::finished, this, &DealData::deleteLater);
    //线程开始工作
    dealDataThreadOne.start();
    //下面的必须等线程启动后才能执行
        //设置堆栈大小，也可以实用化默认大小
    dealDataThreadOne.setStackSize(4*1024);//4kb大小
    //设置线程优先级
    /*
   QThread::InheritPriority (给创建的线程赋予目前线程同样的等级（默认情况下就为这个）) ,
   QThread::TimeCriticalPriority (尽可能频繁的调度),
    QThread::HighestPriority  >  QThread::HighPriority >  QThread::NormalPriority(操作系统默认的优先级)
   > QThread::LowPriority > QThread::LowestPriority  >QThread::IdlePriority (没有其他线程运行的时候才进行调度)
     */
    dealDataThreadOne.setPriority(QThread::InheritPriority);
    //将当前线程的执行权让给别的可执行线程(由操作系统决定)
   // dealDataThreadOne.yieldCurrentThread();
   
    //设置了一个布尔变量用来标记当前线程的终端状态
    //不设置时为fasle，设置后为true
    //用于用户自行判断中断时使用
    dealDataThreadOne.requestInterruption();
}

//处理主线程发送的数据
void DealData::deal(QString str)
{
    qDebug()<<"处理数据的线程:"<<QThread::currentThreadId();
    emit resultReady(str + ", hello!!");
}

//处理返回的结果
void Widget::handleResult(QString str)
{
    qDebug()<<"线程的中断标志位:"<<dealDataThreadOne.isInterruptionRequested();
    qDebug()<<"result:"<<str;
}

2 继承重写QThread

继承重写：

class Widget;
class MyThread: public QThread{
    //允许Widget类访问自己的私有变量
    friend class Widget;
private:
    volatile bool stopped = false;
protected:
    //线程处理函数
    void run() override;
public:
    //线程停止
    void stop();
};

重写事件：

//法一：
void MyThread::run()
{
    int i = 0;
    while(!stopped){
        qDebug()<<QString("%1 : %2").arg("处理线程:").arg(i);
        //睡眠函数
        usleep(1);//us
        msleep(1);//ms
        sleep(1);//s
        i++;
    }
}
//法二：
void MyThread::run()
{
    int i = 0;
    QTimer* timer = new QTimer;
    connect(timer, &QTimer::timeout, [&](){//引用捕获i
        if(!stopped){
            qDebug()<<"处理线程:"<<i;
            i++;
        }
    });
    timer->start(1000);
    exec();//开启事件循环，不然timer的信号发不出去
}

void MyThread::stop()
{
    stopped = true;
}

Widget主类：

class Widget : public QWidget
{
    Q_OBJECT

public:
    Widget(QWidget *parent = nullptr);
    ~Widget();

private:
    Ui::Widget *ui;
};

Widget构造函数：


Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    //初始化线程
    MyThread* myThread = new MyThread;
    //开始线程
    myThread->start();//调用run函数

    //创建一个button，用于激活线程处理函数（也可以使用其他方式）
    QPushButton *pushButton;
    pushButton = new QPushButton(this);
    //设置按钮名
    pushButton->setObjectName(QString::fromUtf8("pushButton"));
    //设置大小
    pushButton->setGeometry(QRect(50, 50, 171, 61));
    //设置按钮中的文字
    pushButton->setText(QCoreApplication::translate("Widget", "\346\277\200\346\264\273\345\244\204\347\220\206\346\225\260\346\215\256\347\232\204\347\272\277\347\250\213", nullptr));
    //button点击时间激活
    connect(pushButton, &QPushButton::clicked, [=](){
        qDebug()<<"myThread->stopped:"<<myThread->stopped;
          if(myThread->stopped == false){
              myThread->stop();
          }else{
              myThread->stopped = false;
              myThread->start();
          }
    });

}

3 Qt Concurrent

封装了QThread，方便使用。

Qt += concurrent
#include <QtConcurrent>

3.1 使用方法：

调用：

QtConcurrent::run(函数名, 参数名1， 参数名2,...);

使用lambda调用：

QFuture<void> future = QtConcurrent::run([=](){..Code..});

获得返回值：

QFuture<函数返回类型> future = QtConcurrent::run(函数名, 参数名1， 参数名2,...);

3.2 常见成员函数

QtConcurrent::map()：直接操作容器中的每一项。
QtConcurrent::mapped()：操作容器中的每一项，将处理结果返回一个新的容器，原容器不变。
QtConcurrent::mappedReduced()：在 mapped() 的基础上将处理结果进一步传递给一个函数继续处理。

//效果同上，但侧重筛选元素
QtConcurrent::filter()
QtConcurrent::filtered()
QtConcurrent::filteredReduced()

//阻塞
QtConcurrent::blockingMap
QtConcurrent::blockingMapped
QtConcurrent::blockingMappedReduced
QtConcurrent::blockingfilter
QtConcurrent::blockingfiltered
QtConcurrent::blockingfilteredReduced

注：调试的时候，处理过程是异步的，它不是立即返回。

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