本文介紹的是了解 Qt 多線程編程，本文并沒有過多的去總結(jié)多線程的概念，通過了解線程類和一些線程的實現(xiàn)，去真正的弄清楚。首先，我們先來 看文章的講解。

概述

QT通過三種形式提供了對線程的支持。它們分別是，一、平臺無關(guān)的線程類，二、線程安全的事件投遞，三、跨線程的信號-槽連接。這使得開發(fā)輕巧的多線程 Qt程序更為容易，并能充分利用多處理器機器的優(yōu)勢。多線程編程也是一個有用的模式，它用于解決執(zhí)行較長時間的操作而不至于用戶界面失去響應(yīng)。

Qt 線程類

Qt 包含下面一些線程相關(guān)的類：

QThread 提供了開始一個新線程的方法

QThreadStorage 提供逐線程數(shù)據(jù)存儲

QMutex 提供相互排斥的鎖，或互斥量

QMutexLocker 是一個便利類，它可以自動對QMutex加鎖與解鎖

QReadWriterLock 提供了一個可以同時讀操作的鎖

QReadLocker與QWriteLocker 是便利類，它自動對QReadWriteLock加鎖與解鎖

QSemaphore 提供了一個整型信號量，是互斥量的泛化

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

Qt 高級線程類

QtConcurrent 開啟線程事務(wù)

QFutureWatcher 觀測線程狀態(tài)

QFuture 線程啟動類

QThread創(chuàng)建線程

為創(chuàng)建一個線程，子類化QThread并且重寫它的run()函數(shù)，例如：

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

之后調(diào)用start，Qt即可創(chuàng)建一個線程，并在線程中執(zhí)行run()函數(shù)中代碼，注意UI非線程安全的。

QtConcurrent創(chuàng)建線程

QtConcurrent 創(chuàng)建線程的方法比較多， 而且QtConcurrent 本身比較特殊，若系統(tǒng)有空閑線程時，它會調(diào)度空閑線程，無空閑線程時將會創(chuàng)建一個線程。（注意：QtConcurrent 創(chuàng)建線程歸QthreadPool管理，若超過***線程數(shù)，將會進入隊列等待），QtConcurrent創(chuàng)建線程的方法多種，以下舉例map函數(shù)：

QImage scale(const QImage &image)  
 {  
     qDebug() < < "Scaling image in thread" << QThread::currentThread();  
     return image.scaled(QSize(100, 100), Qt::IgnoreAspectRatio, Qt::SmoothTransformation);  
 }  
 
 int main(int argc, char *argv[])  
 {  
     QApplication app(argc, argv);  
 
     const int imageCount = 20;  
 
     // Create a list containing imageCount images.  
     QList images;  
     for (int i = 0; i < imageCount; ++i)  
         images.append(QImage(1600, 1200, QImage::Format_ARGB32_Premultiplied));  
 
     // Use QtConcurrentBlocking::mapped to apply the scale function to all the  
     // images in the list.  
     QList thumbnails = QtConcurrent::blockingMapped(images, scale);  
 
     return 0;  
 } 

#p#

Qt 線程同步

QMutex, QReadWriteLock, QSemaphore, QWaitCondition 提供了線程同步的手段。使用線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)鍵點上線程之間需要停止或等待。例如，假如兩個線程試圖同時訪問同一個 全局變量，結(jié)果可能不如所愿。

QMutex

QMutex 提供相互排斥的鎖，或互斥量。在一個時刻至多一個線程擁有mutex,假如一個線程試圖訪問已經(jīng)被鎖定的mutex,那么它將休眠，直到擁有mutex的線程對此mutex解鎖。Mutexes常用來保護共享數(shù)據(jù)訪問。

QReadWriterLock

QReadWriterLock 與QMutex相似，除了它對 “read”,”write”訪問進行區(qū)別對待。它使得多個讀者可以共時訪問數(shù)據(jù)。使用QReadWriteLock而不是QMutex，可以使得多線程程序更具有并發(fā)性。

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

QSemaphore

QSemaphore 是QMutex的一般化，它可以保護一定數(shù)量的相同資源，與此相對，一個mutex只保護一個資源。下面例子中，使用QSemaphore來控制對環(huán)狀緩 沖的訪問，此緩沖區(qū)被生產(chǎn)者線程和消費者線程共享。生產(chǎn)者不斷向緩沖寫入數(shù)據(jù)直到緩沖末端，再從頭開始。消費者從緩沖不斷讀取數(shù)據(jù)。信號量比互斥量有更好 的并發(fā)性，假如我們用互斥量來控制對緩沖的訪問，那么生產(chǎn)者，消費者不能同時訪問緩沖。然而，我們知道在同一時刻，不同線程訪問緩沖的不同部分并沒有什么 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;  
 }  

#p#

QWaitCondition

QWaitCondition 允許線程在某些情況發(fā)生時喚醒另外的線程。一個或多個線程可以阻塞等待一QWaitCondition ,用wakeOne()或wakeAll()設(shè)置一個條件。wakeOne()隨機喚醒一個，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(numUsedBytes==BufferSize)，如果是，線程停下來等待 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來保護對numUsedBytes的訪問。另外，QWaitCondition::wait() 接收一個mutex作為參數(shù)，這個mutex應(yīng)該被調(diào)用線程初始化為鎖定狀態(tài)。在線程進入休眠狀態(tài)之前，mutex會被解鎖。而當線程被喚醒 時，mutex會處于鎖定狀態(tài),而且，從鎖定狀態(tài)到等待狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是原子操作，這阻止了競爭條件的產(chǎn)生。當程序開始運行時，只有生產(chǎn)者可以工作。消費者被 阻塞等待bufferNotEmpty條件，一旦生產(chǎn)者在緩沖中放入一個字節(jié)，bufferNotEmpty條件被激發(fā)，消費者線程于是被喚醒。

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)：對于Qt 中多線程編程的介紹就到這了，希望本篇文章對你有所幫助。