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QT多线程信号槽机制关键点
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本文档将介绍如下内容：
QT 信号槽机制多线程下qt注意点一些qt心得知识点
1）一个带入点问题
这个问题，重在搞明白QT的信号、槽函数在何时、何地、由谁发出、由谁执行。
不要小看这个例子，笔者见过一些“用QT工作过五六年”的人士，被问到该问题时还是“王顾左右而言他”，不知道该怎么回答。可以想象，这些人只能算处于使用 QT的初级阶段，连核心问题的门都还没有摸到。
在回答这个问题前，我们必须要介绍一些基础知识。 2)对象属于哪个线程
给出一个代码片段，借此说明问题： class MyThread:public QThread { MyThread(){p1 = new A()} //p1对象在旧线程 void run(){p2 = new A()}//p2对象在新线程 } void mian() { MyThread thread1; //thread1对象在旧线程中 thread1.start(); }QT 多线程下只有QThread::run() 函数是在新线程中。
run中new的对象，是在新线程中。 除此以外，构造函数中new的对象，线程对象本身，还是在旧线程中。 由于MyThread的构造函数还是在主线程中调用的，所以p1是在主线程中。
这几点非常关键。 3）教科书中令人疑惑的qt connect第五个参数 第五个参数代表槽函数在哪个线程中执行 ： 1)自动连接(AutoConnection)，默认的连接方式，如果信号与槽，也就是发送者与接受者在同一线程，等同于直接连接；如果发送者与接受者处在不同线程，等同于队列连接。 2)直接连接(DirectConnection)，当信号发射时，槽函数立即直接调用。无论槽函数所属对象在哪个线程，槽函数总在发送者所在线程执行，即槽函数和信号发送者在同一线程 3)队列连接(QueuedConnection)，当控制权回到接受者所在线程的事件循环时，槽函数被调用。槽函数在接受者所在线程执行，即槽函数与信号接受者在同一线程 4)锁定队列连接(QueuedConnection) Qt::BlockingQueuedConnection：槽函数的调用时机与Qt::QueuedConnection一致，不过发送完信号后发送者所在线程会阻塞，直到槽函数运行完。接收者和发送者绝对不能在一个线程，否则程序会死锁。在多线程间需要同步的场合可能需要这个。 5)单一连接(QueuedConnection) Qt::UniqueConnection：这个flag可以通过按位或（|）与以上四个结合在一起使用。当这个flag设置时，当某个信号和槽已经连接时，再进行重复的连接就会失败。也就是避免了重复连接 注意：此处教科书说法“可能”有歧义错误。后续我们会纠正这里的错误。 如果你第一次看到这样的说法，有没有对“发送者”这个概念感到疑惑。或者说，仅仅用这里的描述，你可以回答最开篇我们的提问吗？ 4）回到例子
在开篇的例子中，我们加入一个新的限定，信号和槽采用直连接方式。
1）pa 属于主线程 2）采用直接连接方式
信号发送者是谁，是主线程还是子线程，还是其它什么“东西” ？
注：不清楚这个概念，无法清晰回答左边三个问题，就还不算完全理解了多线程下信号槽机制。
答案：信号的发送者是线程，不是其它“东西”，而且是子线程。由于是直连方式，槽函数是在子线程中调用。 何时调用？类似函数指针的方式，在emit提交的时候，直接类似调用“函数指针”的方式立刻在子线程中执行。 5）纠正教科书的说法 第五个参数代表槽函数在哪个线程中执行 ： 1)自动连接(AutoConnection)，默认的连接方式，如果信号与槽，也就是“发送信号的线程”与“接受者所在的线程”是同一线程，等同于直接连接；如果“发送信号的线程”与“接受者所在的线程”不是一个线程，等同于队列连接。 2)直接连接(DirectConnection)，当信号发射时，槽函数立即直接调用。无论槽函数所属对象在哪个线程，槽函数总在“发送信号的线程”中执行，即槽函数和“信号发送线程”在同一线程 3)队列连接(QueuedConnection)，当控制权回到接受者所在线程的事件循环时，槽函数被调用。槽函数在接受者所在线程执行，即槽函数与"信号接受者所在线程"在同一线程 4)锁定队列连接(QueuedConnection) Qt::BlockingQueuedConnection：槽函数的调用时机与Qt::QueuedConnection一致，不过发送完信号后“发送信号的线程”会阻塞，直到槽函数运行完。“接收者所在线程”和“发送信号的线程”绝对不能在一个线程，否则程序会死锁。在多线程间需要同步的场合可能需要这个。 5)单一连接(QueuedConnection) Qt::UniqueConnection：这个flag可以通过按位或（|）与以上四个结合在一起使用。当这个flag设置时，当某个信号和槽已经连接时，再进行重复的连接就会失败。也就是避免了重复连接。 注意点：
“发送信号的线程”就是指代码中调用 emit 信号时的执行线程；而不是“信号所在对象“所属的线程。 三个要素，来决定槽函数在哪个线程调用。 调用emit 发送信号的线程。接受者对象所在的线程。connect的第五个参数。
注：槽函数在何处执行是动态决定的，而不是在写connect函数时（编译时）决定的。 6）槽函数何时执行
每个线程均有自己的消息事件循环队列 直连方式，是所谓立即执行，就是函数直接调用。 队列方式，不会立即执行，分单/多线程情况： 单线程（发送、接收同一线程）：消息放入消息队列。线程进入消息队列时，依次执行队列上消息对应槽函数。 跨线程（发送、接收不同线程）：消息放入接收者线程队列。接收者线程运行时（可能阻塞、睡眠、或退出），进入它的消息队列后，依次执行队列上的消息。这也意味着，同一个槽函数不会重入，不用考虑重入互斥访问，因为都在队列上排队等待依次执行（注意不要乱用postEvents函数，后续我们有机会单独讲一讲该问题）。 7）一个错误示范 class Thread :public QThread{ public: Thread(); Thread(Test *outObj) { m_outObj = outObj; }; virtual ~Thread(); protected: void run() { emit m_outObj->sig_test(); } private: Test * m_outObj; }; int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication a(argc, argv); Test *t = new Test; QObject::connect(t, &Test::sig_test, t, &Test::slot_test, Qt::QueuedConnection); Thread *thread = new Thread(t); t->moveToThread(thread); thread->start(); return a.exec(); }
如果你完全理解了上述要素，这个例子会有什么问题吗？
分析如下： 上例是队列连接，槽函数会在接受者所在线程（who），等到该线程回到事件循环后（when）执行槽函数。T 调用moveToThread后，t作为接受者，已经被移到到子线程中去。子线程执行start后，run中调用emit信号触发后，子线程不会立刻执行槽函数；而是等到子线程回到事件循环后，才会执行槽函数。但是子线程此时会直接退出；不会再有机会回到子线程的事件循环。最终导致槽函数没有机会再去执行。 8）QT多线程编程注意点 1 QT主线程不能阻塞。因为UI在主线程中，阻塞则界面卡死。使用while()QCoreApplication::processEvents(); qapp->processEvents()替换睡眠操作。[重要]
2 非主线程不能操作UI控件，否则QT崩溃。这也是要分离界面与逻辑的重要原因。[重要]
3 父子QObject对象，必须在同一个线程；不同线程的对象，不能是父子关系。 否则会报错，或者产生未知情况。[重要]
4 官方优先推荐使用moveToThread方式，其次使用继承QThread方式。理解后都一样。
5 注意槽函数是在线程中执行。如果执行线程睡眠、阻塞，槽函数没有机会执行。如果你的槽函数要快速响应，不要让它在可能阻塞或睡眠的线程中。[重要]
6 要注意volidate修饰共享变量、要注意加锁。不同的锁行为会导致线程不同状态，得根据线程业务状态去考虑用什么锁。[重要]
7 活用慎用processEvents 线程(包括主线程和其它线程)执行很繁重的计算任务中，为防止消息事件一直无机会处理，则在函数中手动调用processEvents，让消息事件有机会更新。界面不会假死。 另一方面，槽函数中不可调用processEvents，因为这会导致“中断”当前槽函数，进而去执行消息队列中后续的槽函数，可能会引发同一槽函数重入问题，将编程问题复杂化。
8 new Qobject对象哪些需要手动释放？ 一个QObject对象，如果有父节点，则可以不手动delete释放，父节点释放时会自动去释放所有子节点；反之没有父节点，须手动调用delete释放。 delete QObject时，会把对象从父节点摘掉；再删除并释放它的所有子节点。一些addChild操作，会主动把对象加入父节点。父子关系不是可有可无的，会涉及到对象内存回收问题，要做到心中有数。 尾语 最近面试过一些号称做过多年QT开发的程序员，有些连QT第5个参数要么没听过，要么听过却没有深入理解原理。可想而知，这些人在平时工作中要么没有深入思考，要么没有深入刨根问底。或许更多的人处于没有机会去触及这些本质问题。因为他们实在太忙了，忙于低水平的原地重复。 写此文，纯粹是为了“治病救人”。限于本人水平有限，如有错误，还请赐教讨论。 |
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