Qt 多線程之可重入與線程安全是本節(jié)要介紹的內(nèi)容。在Qt文檔中，術(shù)語“可重入”與“線程安全”被用來說明一個(gè)函數(shù)如何用于多線程程序。假如一個(gè)類的任何函數(shù)在此類的多個(gè)不同的實(shí)例上，可以被多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用，那么這個(gè)類被稱為是“可重入”的。假如不同的線程作用在同一個(gè)實(shí)例上仍可以正常工作，那么稱之為“線程安全”的。

大多數(shù)c++類天生就是可重入的，因?yàn)樗鼈兊湫偷貎H僅引用成員數(shù)據(jù)。任何線程可以在類的一個(gè)實(shí)例上調(diào)用這樣的成員函數(shù)，只要沒有別的線程在同一個(gè)實(shí)例上調(diào)用這個(gè)成員函數(shù)。舉例來講，下面的Counter 類是可重入的：

class Counter
{
  public:
      Counter() {n=0;}
      void increment() {++n;}
      void decrement() {--n;}
      int value() const {return n;}
 private:
      int n;
};

這個(gè)類不是線程安全的，因?yàn)榧偃缍鄠€(gè)線程都試圖修改數(shù)據(jù)成員 n,結(jié)果未定義。這是因?yàn)閏++中的++和--操作符不是原子操作。實(shí)際上，它們會(huì)被擴(kuò)展為三個(gè)機(jī)器指令：

1，把變量值裝入寄存器

2，增加或減少寄存器中的值

3，把寄存器中的值寫回內(nèi)存

假如線程A與B同時(shí)裝載變量的舊值，在寄存器中增值，回寫。他們寫操作重疊了，導(dǎo)致變量值僅增加了一次。很明顯，訪問應(yīng)該串行化：A執(zhí)行123步驟時(shí)不應(yīng)被打斷。使這個(gè)類成為線程安全的最簡單方法是使用QMutex來保護(hù)數(shù)據(jù)成員：

class Counter
 {
 public:
     Counter() { n = 0; }

     void increment() { QMutexLocker locker(&mutex); ++n; }
     void decrement() { QMutexLocker locker(&mutex); --n; }
     int value() const { QMutexLocker locker(&mutex); return n; }

 private:
     mutable QMutex mutex;
     int n;
 };

QMutexLocker類在構(gòu)造函數(shù)中自動(dòng)對(duì)mutex進(jìn)行加鎖，在析構(gòu)函數(shù)中進(jìn)行解鎖。隨便一提的是，mutex使用了mutable關(guān)鍵字來修飾，因?yàn)槲覀冊(cè)趘alue()函數(shù)中對(duì)mutex進(jìn)行加鎖與解鎖操作，而value()是一個(gè)const函數(shù)。

大多數(shù)Qt類是可重入，非線程安全的。有一些類與函數(shù)是線程安全的，它們主要是線程相關(guān)的類，如QMutex,QCoreApplication::postEvent()。

線程與QObjects

QThread 繼承自QObject,它發(fā)射信號(hào)以指示線程執(zhí)行開始與結(jié)束，而且也提供了許多slots。更有趣的是，QObjects可以用于多線程，這是因?yàn)槊總€(gè)線程被允許有它自己的事件循環(huán)。
QObject 可重入性

QObject是可重入的。它的大多數(shù)非GUI子類，像QTimer,QTcpSocket,QUdpSocket,QHttp,QFtp,QProcess也是可重入的，在多個(gè)線程中同時(shí)使用這些類是可能的。需要注意的是，這些類被設(shè)計(jì)成在一個(gè)單線程中創(chuàng)建與使用，因此，在一個(gè)線程中創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，而在另外的線程中調(diào)用它的函數(shù)，這樣的行為不能保證工作良好。有三種約束需要注意：

1，QObject的孩子總是應(yīng)該在它父親被創(chuàng)建的那個(gè)線程中創(chuàng)建。這意味著，你絕不應(yīng)該傳遞QThread對(duì)象作為另一個(gè)對(duì)象的父親(因?yàn)镼Thread對(duì)象本身會(huì)在另一個(gè)線程中被創(chuàng)建)

2,事件驅(qū)動(dòng)對(duì)象僅僅在單線程中使用。明確地說，這個(gè)規(guī)則適用于"定時(shí)器機(jī)制“與”網(wǎng)格模塊“，舉例來講，你不應(yīng)該在一個(gè)線程中開始一個(gè)定時(shí)器或是連接一個(gè)套接字，當(dāng)這個(gè)線程不是這些對(duì)象所在的線程。

3，你必須保證在線程中創(chuàng)建的所有對(duì)象在你刪除QThread前被刪除。這很容易做到:你可以run()函數(shù)運(yùn)行的棧上創(chuàng)建對(duì)象。

盡管QObject是可重入的，但GUI類，特別是QWidget與它的所有子類都是不可重入的。它們僅用于主線程。正如前面提到過的，QCoreApplication::exec()也必須從那個(gè)線程中被調(diào)用。實(shí)踐上，不會(huì)在別的線程中使用GUI類，它們工作在主線程上，把一些耗時(shí)的操作放入獨(dú)立的工作線程中，當(dāng)工作線程運(yùn)行完成，把結(jié)果在主線程所擁有的屏幕上顯示。

小結(jié)：Qt 多線程之可重入與線程安全關(guān)于本節(jié)的內(nèi)容介紹完了，請(qǐng)接著看 Qt 多線程之逐線程事件循環(huán) 下篇。更多資料請(qǐng)參考編輯推薦。