C/C++?Qt?QThread線程組件的具體使用是怎樣的

這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會(huì)給大家?guī)?lái)有關(guān)C/C++ Qt QThread線程組件的具體使用是怎樣的，文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述，閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。

QThread庫(kù)是QT中提供的跨平臺(tái)多線程實(shí)現(xiàn)方案,使用時(shí)需要繼承QThread這個(gè)基類,并重寫實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的Run方法,由于該庫(kù)是基本庫(kù),默認(rèn)依賴于QtCore.dll這個(gè)基礎(chǔ)模塊,在使用時(shí)無(wú)需引入其他模塊.

實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單多線程

QThread庫(kù)提供了跨平臺(tái)的多線程管理方案,通常一個(gè)QThread對(duì)象管理一個(gè)線程,在使用是需要從QThread類繼承并重寫內(nèi)部的Run方法,并在Run方法內(nèi)部實(shí)現(xiàn)多線程代碼.

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QThread>

class MyThread: public QThread
{

protected:
    volatile bool m_to_stop;

protected:
    // 線程函數(shù)必須使用Run作為開始
    void run()
    {
        for(int x=0; !m_to_stop && (x <10); x++)
        {
            msleep(1000);
            std::cout << objectName().toStdString() << std::endl;
        }
    }

public:
    MyThread()
    {
        m_to_stop = false;
    }

    // 用于設(shè)置結(jié)束符號(hào)為真
    void stop()
    {
        m_to_stop = true;
    }

    // 輸出線程運(yùn)行狀態(tài)
    void is_run()
    {
        std::cout << "Thread Running = " << isRunning() << std::endl;
    }

    // 輸出線程完成狀態(tài)(是否結(jié)束)
    void is_finish()
    {
        std::cout << "Thread Finished = " << isFinished() << std::endl;
    }

};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    // 定義線程數(shù)組
    MyThread thread[10];

    // 設(shè)置線程對(duì)象名字
    for(int x=0;x<10;x++)
    {
        thread[x].setObjectName(QString("thread => %1").arg(x));
    }

    // 批量調(diào)用run執(zhí)行
    for(int x=0;x<10;x++)
    {
        thread[x].start();
        thread[x].is_run();
        thread[x].isFinished();
    }

    // 批量調(diào)用stop關(guān)閉
    for(int x=0;x<10;x++)
    {
        thread[x].wait();
        thread[x].stop();

        thread[x].is_run();
        thread[x].is_finish();
    }

    return a.exec();
}

向線程中傳遞參數(shù)

線程在執(zhí)行前可以通過(guò)調(diào)用MyThread中的自定義函數(shù),并在函數(shù)內(nèi)實(shí)現(xiàn)參數(shù)賦值,實(shí)現(xiàn)線程傳參操作.

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QThread>

class MyThread: public QThread
{
protected:
    int m_begin;
    int m_end;
    int m_result;

    void run()
    {
        m_result = m_begin + m_end;
    }

public:
    MyThread()
    {
        m_begin = 0;
        m_end = 0;
        m_result = 0;
    }

    // 設(shè)置參數(shù)給當(dāng)前線程
    void set_value(int x,int y)
    {
        m_begin = x;
        m_end = y;
    }

    // 獲取當(dāng)前線程名
    void get_object_name()
    {
        std::cout << "this thread name => " << objectName().toStdString() << std::endl;
    }

    // 獲取線程返回結(jié)果
    int result()
    {
        return m_result;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    MyThread thread[3];

    // 分別將不同的參數(shù)傳入到線程函數(shù)內(nèi)
    for(int x=0; x<3; x++)
    {
        thread[x].set_value(1,2);
        thread[x].setObjectName(QString("thread -> %1").arg(x));
        thread[x].start();
    }

    // 等待所有線程執(zhí)行結(jié)束
    for(int x=0; x<3; x++)
    {
        thread[x].get_object_name();
        thread[x].wait();
    }

    // 獲取線程返回值并相加
    int result = thread[0].result() + thread[1].result() + thread[2].result();
    std::cout << "sum => " << result << std::endl;

    return a.exec();
}

QMutex 互斥同步線程鎖

QMutex類是基于互斥量的線程同步鎖,該鎖lock()鎖定與unlock()解鎖必須配對(duì)使用,線程鎖保證線程間的互斥,利用線程鎖能夠保證臨界資源的安全性.

• 線程鎖解決的問(wèn)題: 多個(gè)線程同時(shí)操作同一個(gè)全局變量,為了防止資源的無(wú)序覆蓋現(xiàn)象,從而需要增加鎖,來(lái)實(shí)現(xiàn)多線程搶占資源時(shí)可以有序執(zhí)行.

• 臨界資源(Critical Resource): 每次只允許一個(gè)線程進(jìn)行訪問(wèn) (讀/寫)的資源.

• 線程間的互斥(競(jìng)爭(zhēng)): 多個(gè)線程在同一時(shí)刻都需要訪問(wèn)臨界資源.

• 一般性原則: 每一個(gè)臨界資源都需要一個(gè)線程鎖進(jìn)行保護(hù).

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QThread>
#include <QMutex>

static QMutex g_mutex;      // 線程鎖
static QString g_store;     // 定義全局變量

class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        int count = 0;

        while(true)
        {
            // 加鎖
            g_mutex.lock();

            g_store.append(QString::number((count++) % 10));
            std::cout << "Producer -> "<< g_store.toStdString() << std::endl;

            // 釋放鎖
            g_mutex.unlock();
            msleep(900);
        }
    }
};

class Customer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            g_mutex.lock();
            if( g_store != "" )
            {
                g_store.remove(0, 1);
                std::cout << "Curstomer -> "<< g_store.toStdString() << std::endl;
            }

            g_mutex.unlock();
            msleep(1000);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p;
    Customer c;

    p.setObjectName("producer");
    c.setObjectName("curstomer");

    p.start();
    c.start();

    return a.exec();
}

QMutexLocker是在QMutex基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化版的線程鎖,QMutexLocker會(huì)保護(hù)加鎖區(qū)域,并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)互斥量的鎖定和解鎖操作,可以將其理解為是智能版的QMutex鎖,該鎖只需要在上方代碼中稍加修改即可.

#include <QMutex>
#include <QMutexLocker>

static QMutex g_mutex;      // 線程鎖
static QString g_store;     // 定義全局變量

class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        int count = 0;

        while(true)
        {
			// 增加智能線程鎖
            QMutexLocker Locker(&g_mutex);

            g_store.append(QString::number((count++) % 10));
            std::cout << "Producer -> "<< g_store.toStdString() << std::endl;

            msleep(900);
        }
    }
};

互斥鎖存在一個(gè)問(wèn)題,每次只能有一個(gè)線程獲得互斥量的權(quán)限,如果在程序中有多個(gè)線程來(lái)同時(shí)讀取某個(gè)變量,那么使用互斥量必須排隊(duì),效率上會(huì)大打折扣,基于QReadWriteLock讀寫模式進(jìn)行代碼段鎖定,即可解決互斥鎖存在的問(wèn)題.

QReadWriteLock 讀寫同步線程鎖

該鎖允許用戶以同步讀lockForRead()或同步寫lockForWrite()兩種方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)資源,但只要有一個(gè)線程在以寫的方式操作資源,其他線程也會(huì)等待寫入操作結(jié)束后才可繼續(xù)讀資源.

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QThread>
#include <QMutex>
#include <QReadWriteLock>

static QReadWriteLock g_mutex;      // 線程鎖
static QString g_store;             // 定義全局變量

class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        int count = 0;

        while(true)
        {
            // 以寫入方式鎖定資源
            g_mutex.lockForWrite();

            g_store.append(QString::number((count++) % 10));

            // 寫入后解鎖資源
            g_mutex.unlock();

            msleep(900);
        }
    }
};

class Customer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            // 以讀取方式寫入資源
            g_mutex.lockForRead();
            if( g_store != "" )
            {
                std::cout << "Curstomer -> "<< g_store.toStdString() << std::endl;
            }

            // 讀取到后解鎖資源
            g_mutex.unlock();
            msleep(1000);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p1,p2;
    Customer c1,c2;

    p1.setObjectName("producer 1");
    p2.setObjectName("producer 2");

    c1.setObjectName("curstomer 1");
    c2.setObjectName("curstomer 2");

    p1.start();
    p2.start();

    c1.start();
    c2.start();

    return a.exec();
}

QSemaphore 基于信號(hào)線程鎖

信號(hào)量是特殊的線程鎖,信號(hào)量允許N個(gè)線程同時(shí)訪問(wèn)臨界資源,通過(guò)acquire()獲取到指定資源,release()釋放指定資源.

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
#include <QThread>
#include <QSemaphore>

const int SIZE = 5;
unsigned char g_buff[SIZE] = {0};

QSemaphore g_sem_free(SIZE); // 5個(gè)可生產(chǎn)資源
QSemaphore g_sem_used(0);    // 0個(gè)可消費(fèi)資源

// 生產(chǎn)者生產(chǎn)產(chǎn)品
class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            int value = qrand() % 256;

            // 若無(wú)法獲得可生產(chǎn)資源，阻塞在這里
            g_sem_free.acquire();

            for(int i=0; i<SIZE; i++)
            {
                if( !g_buff[i] )
                {
                    g_buff[i] = value;
                    std::cout << objectName().toStdString() << " --> " << value << std::endl;
                    break;
                }
            }

            // 可消費(fèi)資源數(shù)+1
            g_sem_used.release();

            sleep(2);
        }
    }
};

// 消費(fèi)者消費(fèi)產(chǎn)品
class Customer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            // 若無(wú)法獲得可消費(fèi)資源，阻塞在這里
            g_sem_used.acquire();

            for(int i=0; i<SIZE; i++)
            {
                if( g_buff[i] )
                {
                    int value = g_buff[i];

                    g_buff[i] = 0;
                    std::cout << objectName().toStdString() << " --> " << value << std::endl;
                    break;
                }
            }

            // 可生產(chǎn)資源數(shù)+1
            g_sem_free.release();

            sleep(1);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p1;
    Customer c1;

    p1.setObjectName("producer");
    c1.setObjectName("curstomer");

    p1.start();
    c1.start();

    return a.exec();
}

上述就是小編為大家分享的C/C++ Qt QThread線程組件的具體使用是怎樣的了，如果剛好有類似的疑惑，不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。