QT 多線(xiàn)程程序詳細(xì)設(shè)計(jì)是本文要介紹 的內(nèi)容，關(guān)于多線(xiàn)程的操作，已經(jīng)介紹了不少，字啊我們學(xué)習(xí)過(guò)程中也很頻繁的去接觸它，那么先來(lái)看內(nèi)容吧。

QT通過(guò)三種形式提供了對(duì)線(xiàn)程的支持。它們分別是，一、平臺(tái)無(wú)關(guān)的線(xiàn)程類(lèi)，二、線(xiàn)程安全的事件投遞，三、跨線(xiàn)程的信號(hào)-槽連接。這使得開(kāi)發(fā)輕巧的多線(xiàn)程Qt程序更為容易，并能充分利用多處理器機(jī)器的優(yōu)勢(shì)。多線(xiàn)程編程也是一個(gè)有用的模式，它用于解決執(zhí)行較長(zhǎng)時(shí)間的操作而不至于用戶(hù)界面失去響應(yīng)。在Qt的早期版本中，在構(gòu)建庫(kù)時(shí)有不選擇線(xiàn)程支持的選項(xiàng)，從4.0開(kāi)始，線(xiàn)程總是有效的。

線(xiàn)程類(lèi)

Qt 包含下面一些線(xiàn)程相關(guān)的類(lèi)：

QThread 提供了開(kāi)始一個(gè)新線(xiàn)程的方法

QThreadStorage 提供逐線(xiàn)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

QMutex 提供相互排斥的鎖，或互斥量

QMutexLocker 是一個(gè)便利類(lèi)，它可以自動(dòng)對(duì)QMutex加鎖與解鎖

QReadWriterLock 提供了一個(gè)可以同時(shí)讀操作的鎖

QReadLocker與QWriteLocker 是便利類(lèi)，它自動(dòng)對(duì)QReadWriteLock加鎖與解鎖

QSemaphore 提供了一個(gè)整型信號(hào)量，是互斥量的泛化

QWaitCondition 提供了一種方法，使得線(xiàn)程可以在被另外線(xiàn)程喚醒之前一直休眠。

創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程

為創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程，子類(lèi)化QThread并且重寫(xiě)它的run()函數(shù)，例如：

class MyThread : public QThread{  
     Q_OBJECTprotected:     void run();};  
void MyThread::run(){...}  

之后，創(chuàng)建這個(gè)線(xiàn)程對(duì)象的實(shí)例，調(diào)用QThread::start()。于是，在run()里出現(xiàn)的代碼將會(huì)在另外線(xiàn)程中被執(zhí)行。

注意：QCoreApplication::exec()必須總是在主線(xiàn)程(執(zhí)行main()的那個(gè)線(xiàn)程)中被調(diào)用，不能從一個(gè)QThread中調(diào)用。在GUI程序中，主線(xiàn)程也被稱(chēng)為GUI線(xiàn)程，因?yàn)樗?**一個(gè)允許執(zhí)行GUI相關(guān)操作的線(xiàn)程。另外，你必須在創(chuàng)建一個(gè)QThread之前創(chuàng)建QApplication(or QCoreApplication)對(duì)象。
 
線(xiàn)程同步

QMutex, QReadWriteLock, QSemaphore, QWaitCondition 提供了線(xiàn)程同步的手段。使用線(xiàn)程的主要想法是希望它們可以盡可能并發(fā)執(zhí)行，而一些關(guān)鍵點(diǎn)上線(xiàn)程之間需要停止或等待。例如，假如兩個(gè)線(xiàn)程試圖同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)全局變量，結(jié)果可能不如所愿。

QMutex 提供相互排斥的鎖，或互斥量。在一個(gè)時(shí)刻至多一個(gè)線(xiàn)程擁有mutex,假如一個(gè)線(xiàn)程試圖訪(fǎng)問(wèn)已經(jīng)被鎖定的mutex,那么它將休眠，直到擁有mutex的線(xiàn)程對(duì)此mutex解鎖。Mutexes常用來(lái)保護(hù)共享數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)。
QReadWriterLock 與QMutex相似，除了它對(duì) "read","write"訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)行區(qū)別對(duì)待。它使得多個(gè)讀者可以共時(shí)訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)。使用QReadWriteLock而不是QMutex，可以使得多線(xiàn)程程序更具有并發(fā)性。

QReadWriteLock lock;void ReaderThread::run(){    // ...     lock.lockForRead();  
     read_file();  
     lock.unlock();     //...}void WriterThread::run(){ // ...  
     lock.lockForWrite();  
    write_file();  
     lock.unlock();    // ...  
} 

QSemaphore 是QMutex的一般化，它可以保護(hù)一定數(shù)量的相同資源，與此相對(duì)，一個(gè)mutex只保護(hù)一個(gè)資源。下面例子中，使用QSemaphore來(lái)控制對(duì)環(huán)狀緩沖的訪(fǎng)問(wèn)，此緩沖區(qū)被生產(chǎn)者線(xiàn)程和消費(fèi)者線(xiàn)程共享。生產(chǎn)者不斷向緩沖寫(xiě)入數(shù)據(jù)直到緩沖末端，再?gòu)念^開(kāi)始。消費(fèi)者從緩沖不斷讀取數(shù)據(jù)。信號(hào)量比互斥量有更好的并發(fā)性，假如我們用互斥量來(lái)控制對(duì)緩沖的訪(fǎng)問(wèn)，那么生產(chǎn)者，消費(fèi)者不能同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)緩沖。然而，我們知道在同一時(shí)刻，不同線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)緩沖的不同部分并沒(méi)有什么危害。

const int DataSize = 100000;  
const int BufferSize = 8192;  
char buffer[BufferSize];  
QSemaphore freeBytes(BufferSize);  
QSemaphore usedBytes;  
class Producer : public QThread{public:     void run();  
};  
void Producer::run(){  
     qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));  
     for (int i = 0; i < DataSize; ++i) {  
         freeBytes.acquire();  
         buffer[i % BufferSize] = "ACGT"[(int)qrand() % 4];  
         usedBytes.release();  
     }  
}  
class Consumer : public QThread{public:     void run();  
};  
void Consumer::run(){  
     for (int i = 0;  
 i < DataSize; ++i) {  
         usedBytes.acquire();  
         fprintf(stderr, "%c", buffer[i % BufferSize]);  
         freeBytes.release();  
     }  
     fprintf(stderr, "\n");  
}  
int main(int argc, char *argv[]){  
     QCoreApplication app(argc, argv);  
     Producer producer;  
     Consumer consumer;  
     producer.start();  
     consumer.start();  
     producer.wait();  
     consumer.wait();  
     return 0;} 

QWaitCondition 允許線(xiàn)程在某些情況發(fā)生時(shí)喚醒另外的線(xiàn)程。一個(gè)或多個(gè)線(xiàn)程可以阻塞等待一QWaitCondition ,用wakeOne()或wakeAll()設(shè)置一個(gè)條件。wakeOne()隨機(jī)喚醒一個(gè)，wakeAll()喚醒所有。

下面的例子中，生產(chǎn)者首先必須檢查緩沖是否已滿(mǎn)(numUsedBytes==BufferSize)，如果是，線(xiàn)程停下來(lái)等待bufferNotFull條件。如果不是，在緩沖中生產(chǎn)數(shù)據(jù)，增加numUsedBytes,激活條件 bufferNotEmpty。使用mutex來(lái)保護(hù)對(duì)numUsedBytes的訪(fǎng)問(wèn)。另外，QWaitCondition::wait()接收一個(gè)mutex作為參數(shù)，這個(gè)mutex應(yīng)該被調(diào)用線(xiàn)程初始化為鎖定狀態(tài)。在線(xiàn)程進(jìn)入休眠狀態(tài)之前，mutex會(huì)被解鎖。而當(dāng)線(xiàn)程被喚醒時(shí)，mutex會(huì)處于鎖定狀態(tài),而且，從鎖定狀態(tài)到等待狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是原子操作，這阻止了競(jìng)爭(zhēng)條件的產(chǎn)生。當(dāng)程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，只有生產(chǎn)者可以工作。消費(fèi)者被阻塞等待bufferNotEmpty條件，一旦生產(chǎn)者在緩沖中放入一個(gè)字節(jié)，bufferNotEmpty條件被激發(fā)，消費(fèi)者線(xiàn)程于是被喚醒。

const int DataSize = 100000;  
const int BufferSize = 8192;  
char buffer[BufferSize];  
QWaitCondition bufferNotEmpty;  
QWaitCondition bufferNotFull;  
QMutex mutex;  
int numUsedBytes = 0;  
class Producer : public QThread{public:     void run();  
};void Producer::run(){  
     qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));  
     for (int i = 0; i < DataSize; ++i) {  
         mutex.lock();  
         if (numUsedBytes == BufferSize)             bufferNotFull.wait(&mutex);  
         mutex.unlock();   
        buffer[i % BufferSize] = "ACGT"[(int)qrand() % 4];  
         mutex.lock();  
         ++numUsedBytes;  
         bufferNotEmpty.wakeAll();  
         mutex.unlock();  
     }  
}class Consumer : public QThread{public:     void run();  
};void Consumer::run(){  
     for (int i = 0; i < DataSize; ++i) {  
         mutex.lock();  
         if (numUsedBytes == 0)             bufferNotEmpty.wait(&mutex);  
         mutex.unlock();  
         fprintf(stderr, "%c", buffer[i % BufferSize]);  
         mutex.lock();  
         --numUsedBytes;   
        bufferNotFull.wakeAll();  
         mutex.unlock();  
     }   
    fprintf(stderr, "\n");  
}int main(int argc, char *argv[]){  
     QCoreApplication app(argc, argv);  
     Producer producer;  
     Consumer consumer;  
     producer.start();   
    consumer.start();   
    producer.wait();  
     consumer.wait();  
     return 0;  
} 

小結(jié)：QT 多線(xiàn)程程序詳細(xì)設(shè)計(jì) 的內(nèi)容介紹完了，想要了解耕讀內(nèi)容，請(qǐng)參考 解析 QT 多線(xiàn)程程序之可重入與線(xiàn)程安全 中篇，希望本文讀你有幫助！