QT5 Thread线程的具体实现

下面是关于QT5 Thread线程的具体实现的完整攻略。

1. 基本概念

Qt 中的线程是通过 QThread 类实现的，它提供了多个函数来操作线程，其中比较常用的包括：

• start() ：启动线程并执行 run() 函数；
• quit() ：通知线程退出；
• wait() ：等待线程退出；
• terminate() ：强制终止线程。

为了自定义线程类，我们需要继承 QThread 类并重写其中的 run() 函数，run() 函数中的代码将在新创建的线程中运行，所以我们可以在 run() 函数中实现自己的线程逻辑。

同时，我们还需要注意线程的安全性问题。多线程环境下，多个线程会访问共享资源，这样容易引发线程安全问题。Qt 也提供了一些线程安全的类和函数，如 QMutex、QReadWriteLock、QSemaphore、QWaitCondition 等。

2. 实现步骤

下面简单介绍一下如何实现自定义的线程类：

2.1 继承 QThread 类

class MyThread : public QThread
{
public:
    // MyThread 类构造函数
    MyThread(QObject* parent = nullptr);

    // 线程运行函数
    void run() override;
};

2.2 重写 run 函数

在 run() 函数中编写自己的线程逻辑，这里提供一个简单的示例：

void MyThread::run()
{
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        qDebug() << "MyThread:" << i;
        sleep(1);  // 延时1s
    }
}

2.3 创建线程对象

在需要使用的地方创建线程对象：

MyThread thread;

2.4 连接信号和槽

可以将线程对象的 started() 信号连接到自定义槽函数中，以便在线程启动时执行一些初始化工作；同时可以将 finished() 信号连接到自定义槽函数中，以便在线程结束时执行一些清理工作。

// 将 started() 信号连接到槽函数中
connect(&thread, &MyThread::started, this, &MyWidget::on_thread_started);

// 将 finished() 信号连接到槽函数中
connect(&thread, &MyThread::finished, this, &MyWidget::on_thread_finished);

2.5 启动线程

通过调用 start() 函数来启动线程：

thread.start();

2.6 等待线程结束

当线程执行完成后，调用 wait() 函数等待线程退出：

thread.wait();

示例一：线程间通信

下面是一个简单的线程间通信的示例，基本思路是使用信号和槽机制实现。

假设我们需要在主线程中更新一个 QLabel 控件的文本，而这个文本是在子线程中计算的，我们可以将子线程的计算结果通过信号发送到主线程，主线程接收到信号后再更新 QLabel 控件的文本。

定义一个工作线程类：

class WorkerThread : public QThread
{
    Q_OBJECT

public:
    void run() override
    {
        // 发送信号
        emit resultReady("Hello, world!");
    }

signals:
    // 声明一个信号，用来通知主线程
    void resultReady(const QString& result);
};

在主线程中实例化 WorkerThread 对象，并将其 resultReady() 信号连接到主线程的槽函数中：

// 实例化对象
WorkerThread workerThread;
QString result = "Waiting for result...";

// 将信号连接到槽函数
connect(&workerThread, &WorkerThread::resultReady, this, [&] (const QString& r) {
    result = r;
    label->setText(result);
});

然后启动线程：

workerThread.start();

注意到这里主线程与工作线程之间在同一个进程中，所以默认情况下，会使用相同的事件循环，这样信号槽机制就能够跨线程工作了。

示例二：线程安全

下面是一个简单的线程安全示例，使用 QMutex 类保护一个共享资源。

假设有两个线程需要对一个共享变量进行读写操作，这样容易引发线程安全问题。为了确保线程安全，我们可以使用 QMutex 来保护这个共享变量。

定义一个共享资源对象：

class SharedResource
{
public:
    // 读取共享资源
    int readResource() const;

    // 写入共享资源
    void writeResource(int value);

private:
    int m_resource = 0;  // 共享资源
    mutable QMutex m_mutex;  // 互斥锁
};

其中，readResource() 函数使用 const 修饰，表明它不修改任何成员变量，但是需要修改互斥锁的状态，所以需要使用 mutable 关键字。

int SharedResource::readResource() const
{
    QMutexLocker locker(&m_mutex);  // 上锁

    // 读取共享资源
    return m_resource;
}

writeResource() 函数则没有使用 const 修饰，表示它会修改成员变量。

void SharedResource::writeResource(int value)
{
    QMutexLocker locker(&m_mutex);  // 上锁

    // 写入共享资源
    m_resource = value;
}

总结

以上就是 QT5 Thread 线程的具体实现攻略了，需要注意的是，在使用多线程的过程中，尤其是在访问共享资源的时候，必须要注意线程安全问题，否则会导致程序崩溃或者产生不可预期的结果。