QT中的多线程编程及实例讲解
时间:2018-08-06
本文章向大家介绍QT中的多线程编程及实例讲解,需要的朋友可以参考一下。
程序和进程的区别
- 进程是动态的,程序是静态的
- 进程是暂时的,程序是永久的, 进程是通过程序运行时得到的
- 程序是一个数据文件,进程是内存中动态的运行实体,用来存储数据段,代码段,指针等
程序和进程的关系
- 一个程序可能对应多个进程
- 一个进程可能包含多个程序,比如一个程序依赖多个其它动态库时
进程和线程的关系
- 进程是操作系统资源分配的基本单位
- 线程是操作系统调度执行的基本单位
- 每个进程包含了1个至多个线程,并且每个线程都可以共享进程的资源
- 线程也是CPU调度和分派的基本单位,它是比进程更小的能独立运行的基本单位.
- 线程不能脱离进程进行单独存在,只能依赖于进程进程
- 在任意线程里都可以创建和撤销其它的线程
- 一个线程死掉就等于整个进程死掉,所以多进程的程序要比多线程的程序健壮,缺点在于进程切换时,效率变差
比如,当下载多个文件时,该下载相关的进程就会创建多个线程,每个线程负责下载一个文件
QT中的多线程编程
QT中的线程是以对象的形式(继承于QThread类)存在的
其中QThread类常用成员函数有:
void run (); //线程体函数,需要用户自定义该函数执行的内容,内容里也可以使用exec()实现事件循环 void finished () [signal] //信号成员函数,表示该线程执行完成,已经在run()函数中return了 void start()[slot] //启动函数,将会执行run()函数,并且发射信号started() void started () [signal] //信号成员函数,表示该线程已启动 void terminate() [slot] //强制结束正在进行的线程(不推荐,因为不会考虑资源释放), 并且发射信号terminated () void quit() //告诉线程事件循环退出,返回0表示成功,相当于调用了QThread::exit(0)。 void QThread::terminated () [signal] //信号成员函数,表示该线程已停止 sleep ( unsigned long secs )、msleep()、usleep()、 //休眠当前线程秒,毫秒,微妙 void setPriority(Priority priority); //设置正在运行的线程优先级,必须在调用start()启动线程之后设置才有用 bool isFinished() const //线程是否结束 bool isRunning() const //线程是否正在运行 bool wait ( unsigned long time = ULONG_MAX ); //阻塞等待线程执行结束,如果time(单位毫秒)时间结束,线程还未结束,则返回false,否则返回true,如果time= ULONG_MAX,则表示一直等待
多线程示例
class MyThread : public QThread { protected: void run() { qDebug()<<this->objectName()<<" priority:"<<this->priority(); for(int i=0;i<3;i++) { qDebug()<<this->objectName()<<":"<<i; sleep(1); } } }; int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc,argv); MyThread t1; t1.setObjectName("t1"); t1.start(); t1.setPriority(QThread::HighPriority); MyThread t2; t2.setObjectName("t2"); t2.start(); return a.exec(); }
打印:
"t1" priority: 4 "t1" : 0 "t2" priority: 7 "t2" : 0 "t1" : 1 "t2" : 1 "t2" : 2 "t1" : 2
多线程-终止示例
在多线程里,一般都是自定义结束函数来结束进程,示例如下:
class Sample : public QThread { protected: volatile bool m_toStop; void run() { qDebug() << objectName() << " : begin"; int* p = new int[10000]; for(int i=0; !m_toStop && (i<10); i++) { qDebug() << objectName() << " : " << i; p[i] = i * i * i; msleep(500); } delete[] p; qDebug() << objectName() << " : end"; } public: Sample() { m_toStop = false; } void stop() { m_toStop = true; } }; int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication a(argc, argv); qDebug() << "main begin"; Sample t; t.setObjectName("t"); t.start(); for(int i=0; i<100000; i++) { for(int j=0; j<10000; j++) { } } t.stop(); qDebug() << "main end"; return a.exec(); }
多线程的同步
多个线程执行时,有可能某个线程会需要等到另一个线程的结果才能执行,可以通wait()成员函数实现,等待另一个线程完成,如下图所示:
多线程的互斥QMutex
当一个全局的共有资源被多个线程同时调用时,则称该资源为临界资源,并且该资源需要使用QMutex互斥类,来保证线程间的互斥,避免同一时刻访问临界资源而出现意想不到的问题.
其中QMutex中关键成员函数如下:
void lock(); //获取锁,如果锁已经被其它线程获取,则将会阻塞并While等待锁释放 bool tryLock (); //尝试获取锁, 如果获得了锁,该函数返回true,如果另一个线程锁定了互斥锁,则该函数立即返回false。 void unlock(); //释放锁
示例:
QString g_res=""; QMutex g_mutex; class AddThread : public QThread { protected: void run() { while(1) { g_mutex.lock(); g_res.append("1"); qDebug()<<"AddThread :"<<g_res; g_mutex.unlock(); msleep(1); } } }; class MinusThread : public QThread { protected: void run() { while(1) { g_mutex.lock(); if(g_res!="") { g_res.remove(0,1); qDebug()<<"MinusThread :"<<g_res; } g_mutex.unlock(); msleep(1); } } }; int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc,argv); AddThread t1; MinusThread t2; t1.start(); t2.start(); return a.exec(); }
如果有多个不同的临界资源时,比如: g_res1, g_res2, g_res3...g_resn
则对应的线程锁也同样需要分配相同序号: g_mutex1, g_mutex2, g_mute3...g_mutexn
注意:如果多个不同的临界资源只对应一个线程锁的话,则会降低并发效率
多线程的信号量QSemaphore
信号量是特殊的线程锁,内部通过一个资源值,来使得N个线程可以同时访问临界资源
其中QSemaphore中关键成员函数如下:
void acquire ( int n = 1 ); // 试图获取由信号量保护的n个资源。如果n是不可用的,这个调用将阻塞,直到有足够的资源可用为止。 void tryAcquire ( int n = 1 ); //尝试获取由信号量保护的n个资源,并在成功时返回true。如果不可用,这个调用立即返回false,并不需要获得任何资源。 int available () ; //返回信号量当前可用的资源数量 void release ( int n = 1 ); //释放由信号量保护的n个资源。
示例:
QSemaphore sem(5); // sem.available() == 5 sem.acquire(3); // sem.available() == 2 sem.acquire(2); // sem.available() == 0 sem.release(5); // sem.available() == 5 sem.release(5); // sem.available() == 10 sem.tryAcquire(1); // sem.available() == 9, returns true sem.tryAcquire(250); // sem.available() == 9, returns false
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