QThread与QWidget运用

QThread与QWidget使用

原文链接：http://hi.baidu.com/cyclone/blog/item/65f3f603294f2e783812bb51.html

注意：请优先考虑Qt 线程基础(QThread、QtConcurrent等)

dbzhang800 2011.06.18

本文主要内容：

在任务一中，用四种方式实现：点击界面按钮，开线程运行一段程序，结果显示在一个Label上。
1. 用不正确的方式得到看似正确的结果
2. 用Qt Manual 和例子中使用的方法
3. 用一种好用但被Qt开发人员批判的方法
4. 用一种被开发人员强烈推荐，但Qt Manual和例子中只字未提的方法

为了简单起见，本文只讲如何做及其结果是什么，而不讲其原因是什么（估计大家对原因也不会感兴趣，详见：?QThread 使用探讨? 和?QThread使用方法）。
本文只考虑两个线程（即主线程和一个次线程）的情况。
QWidget
- QWidget及其派生类均不能在次线程中使用或创建
  Manual 中的原话：
  - The GUI classes, notably QWidget and all its subclasses, are not reentrant. They can only be used from the main thread.
  - 因为不允许，所以尝试这么做的，几乎很快都能回头。毕竟signals和slots用起来确实蛮方便
  - 但是，回头后，就理解和用对 QThread 了么？
    QThread
    概念一：QThread 对象本身所依附的线程和它管理的线程不是同一个线程。
    前者是主线程
    后者是次线程
    概念二：你在QThread派生类中定义的槽是在主线程而不是在次线程中执行的。
    run 函数是线程的入口点，run内的代码才是在次线程中运行的代码
    概念三：除了Manual和Qt例子中给出的用法外，QThread有一种更容易且被推荐的使用方法：
    QThread 应该被看做是操作系统线程的接口或控制点，而不应该包含需要在新线程中运行的代码
    需要运行的代码应该放到一个QObject的子类中，然后将该子类的对象moveToThread到新线程中。
    关于本文的例子
    为了代码简单，所有例子都是单一的源文件，保存为 main.cpp
    你从代码中包含的?`#include“main.moc”`应该能看出
    为了省几行代码，头文件都是直接包含 QtCore 和 QtGui。
    为了清楚告诉大家槽函数分别是在那个线程运行的，调用了几处 currentThreadId 函数
    main 函数中输出主线程ID`qDebug()<<"main:?"<<QThread::currentThreadId();`
    run 函数中输出次线程ID`qDebug()<<"thread:?"<<currentThreadId();`
    槽函数中输出其在哪个线程中执行`qDebug()<<"slots1:?"<<currentThreadId();`
    因为用了qDebug，所以你的pro文件内最好加上?`CONFIG+=console`
    同样为了省代码，例子中未考虑线程如何正常结束的问题。
    任务一
    点击界面按钮，开线程运行一段程序，结果显示在一个Label上。
    定义一个Widget，上面放置 QPushButton 和 QLabel
    定义一个Thread，执行我们的代码，然后通知 Widget
    第一次尝试
    很容易想到方法，代码可以工作，结果正确。但 ... 未必和你想得一样
    Thread 中定义一个slot1函数，接受数据，计算其立方，然后将结果通过信号发出
    Widget 中按钮每点击一次，发出的数据加1，用label接受Thread的信号
    ?
    #include <QtCore> #include <QtGui> class Thread:public QThread { Q_OBJECT public: Thread(){} public slots: void slot1(int v) { qDebug()<<"slots1: "<<currentThreadId(); emit sig1(QString::number(vvv)); } signals: void sig1(const QString& t); protected: void run() { qDebug()<<"thread: "<<currentThreadId(); exec(); } }; class Widget:public QWidget { Q_OBJECT public: Widget():m_label(new QLabel), m_button(new QPushButton("Button")), m_thread(new Thread) { QVBoxLayout * vbox = new QVBoxLayout(this); vbox->addWidget(m_label); vbox->addWidget(m_button); setLayout(vbox); connect(m_button,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonClicked())); connect(this,SIGNAL(clicked(int)),m_thread,SLOT(slot1(int))); connect(m_thread,SIGNAL(sig1(QString)),m_label,SLOT(setText(QString))); m_thread->start(); } signals: void clicked(int v); private slots: void onButtonClicked() { static int v = 0; emit clicked(v); v++; } private: QLabel * m_label; QPushButton * m_button; Thread * m_thread; }; #include "main.moc" int main(int argc, char argv) { QApplication app(argc, argv); qDebug()<<"main: "<<QThread::currentThreadId(); Widget w; w.show(); return app.exec(); }
    一切工作正常，但看看控制台输出呢？
    main: 3055777552 thread: 3024481136 slots1: 3055777552 slots1: 3055777552 slots1: 3055777552 ...
    这儿明确告诉你，slot1 是在主线程中执行的。
    尝试二
    我们试试 Qt Manual和 Qt 例子中采用的解决方案。
    槽函数不是在主线程运行么，而run函数不是次线程么？那么我们就：
    在槽函数中做个标记
    在run函数中根据标记进行运行
    这样以来，尽管槽函数在仍在主线程，但费时的计算代码都在次线程了。
    对Thread的类的改造如下(程序其他部分和?尝试一**?完全一样)：
    ?
    class Thread:public QThread { Q_OBJECT public: Thread(){} public slots: void slot1(int v) { qDebug()<<"slots1: "<<currentThreadId(); m_mutex.lock(); m_vals.enqueue(v); m_mutex.unlock(); } signals: void sig1(const QString& t); protected: void run() { qDebug()<<"thread: "<<currentThreadId(); while(1) { m_mutex.lock(); if (!m_vals.isEmpty()){ int v = m_vals.dequeue(); emit sig1(QString::number(vvv)); } m_mutex.unlock(); } } private: QQueue<int> m_vals; QMutex m_mutex; };
    注意哦，因为 slot 函数在主线程中，而run函数在次线程中，所以二者需要 QMutex 实现对变量的安全访问。如果你认真看过Qt自带的例子，会发现它始终强调 QMutex 的使用。
    尝试三
    尝试二是"正统"的做法，但如过你用Google搜索过。那么你可能不会选择尝试二，而是会使用下面的方法（其他部分和尝试一?完全一样）
    class Thread:public QThread { Q_OBJECT public: Thread(){ moveToThread(this); } ...
    这样以来，slot函数确实是在次线程工作的，看看控制台输出
    main: 3056785168 thread: 3024444272 slots1: 3024444272 slots1: 3024444272 ...
    很有意思？不是么，一条 moveToThread(this)，移动到自己。然后问题解决了。
    因为前面说了，QThread 所依附线程和它管理的线程不是同一个。
    这样，其实将自己所依附的线程改为自己所管理的线程了。
    o(∩∩)o...哈哈，不要太高兴哦，这个方法看起来比较舒服，但是它是被官方人员强烈批判的用法
    尝试四
    终于到我想写的代码了，这是Qt线程的开发者建议的使用方式，但很可惜。直到目前(Qt4.7.0)，手册和例子中对此都只字为提。
    我们不子类话QThread了，我们只需要子类话一个QObject，然后将其move到QThread就行了，看代码：
    不用子类化QThrad了，我们只需要子类话一个 QObject，需要在次线程中工作的代码，直接放到它的槽中
    ?
    class Worker:public QObject { Q_OBJECT public: Worker(){} public slots: void slot1(int v) { qDebug()<<"slots1: "<<QThread::currentThreadId(); emit sig1(QString::number(vvv)); } signals: void sig1(const QString& t); };
    因为没有Thread类了，只有Worker类，Widget代码需做点改动
    ?
    class Widget:public QWidget { Q_OBJECT public: Widget():m_label(new QLabel), m_button(new QPushButton("Button")), m_worker(new Worker) { QVBoxLayout * vbox = new QVBoxLayout(this); vbox->addWidget(m_label); vbox->addWidget(m_button); setLayout(vbox); QThread * thread = new QThread(this); m_worker->moveToThread(thread); connect(m_button,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonClicked())); connect(this,SIGNAL(clicked(int)),m_worker,SLOT(slot1(int))); connect(m_worker,SIGNAL(sig1(QString)),m_label,SLOT(setText(QString))); thread->start(); } signals: void clicked(int v); private slots: void onButtonClicked() { static int v = 0; emit clicked(v); v++; } private: QLabel * m_label; QPushButton * m_button; Worker * m_worker; };
    main 函数还是和尝试一完全一样
    控制台输出结果如下
    main: 3056961296 slots1: 3024616304 slots1: 3024616304 ....
    一共两个线程，且二者id不同，说明slot在次线程中
    恩。这篇文字似乎又不短了，看来任务二要另起一篇了。
    -- dbzhang800 于 20101023

QThread与QWidget运用

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