深入理解QT并發(fā)機制

更新時間：2025年07月09日 09:24:58 作者：byxdaz

QT提供了多種并發(fā)編程機制,使得開發(fā)者能夠充分利用多核處理器優(yōu)勢,同時保持代碼的可維護性和跨平臺特性,下面就來介紹一下QT并發(fā)機制,感興趣的可以了解一下

1. QThread - 線程基礎類

QThread 是 QT 中最基礎的線程類，提供了創(chuàng)建和管理線程的能力。

class WorkerThread : public QThread {
    void run() override {
        // 在這里執(zhí)行耗時操作
        qDebug() << "Worker thread running";
    }
};

// 使用
WorkerThread *thread = new WorkerThread;
thread->start(); // 啟動線程

2. 基于 QObject 的線程模型

更推薦的方式是將 QObject 移動到線程中：

class Worker : public QObject {
    Q_OBJECT
public slots:
    void doWork() {
        // 執(zhí)行耗時任務
        emit resultReady(result);
    }
signals:
    void resultReady(const QString &result);
};

// 使用
QThread *thread = new QThread;
Worker *worker = new Worker;
worker->moveToThread(thread);

connect(thread, &QThread::started, worker, &Worker::doWork);
connect(worker, &Worker::resultReady, [](const QString &result){
    // 處理結果
});

thread->start();

3. QtConcurrent - 高級并發(fā)API

QtConcurrent 提供了更高層次的并發(fā)編程接口：

// 并行映射
QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};
QFuture<void> future = QtConcurrent::map(list, [](int &x){
    x *= 2;
});
future.waitForFinished(); // 等待完成

// 并行過濾
QFuture<int> filtered = QtConcurrent::filtered(list, [](int x){
    return x > 5;
});

// 并行歸約
int sum = QtConcurrent::blockingReduced(list, [](int &result, int x){
    result += x;
});

4. QThreadPool 和 QRunnable

對于任務隊列模式：

class Task : public QRunnable {
    void run() override {
        // 執(zhí)行任務
    }
};

// 使用
Task *task = new Task;
QThreadPool::globalInstance()->start(task);

5. 線程同步機制

QT 提供了多種線程同步工具：

QMutex - 互斥鎖

QMutex mutex;
mutex.lock();
// 臨界區(qū)代碼
mutex.unlock();

// 或使用 QMutexLocker
QMutexLocker locker(&mutex);
// 臨界區(qū)代碼

QReadWriteLock - 讀寫鎖

QReadWriteLock lock;
lock.lockForRead();  // 多個讀取
lock.lockForWrite(); // 單個寫入

QSemaphore - 信號量

QSemaphore sem(5); // 5個資源
sem.acquire(3);    // 獲取3個
sem.release(2);    // 釋放2個

QWaitCondition - 條件變量

QWaitCondition condition;
QMutex mutex;

// 等待線程
mutex.lock();
condition.wait(&mutex);
mutex.unlock();

// 喚醒線程
condition.wakeOne(); // 或 wakeAll()

6. 線程間通信

信號槽機制：QT 的自動連接方式默認是隊列連接(Qt::QueuedConnection)，可以安全地跨線程通信

QMetaObject::invokeMethod：跨線程調用方法

QMetaObject::invokeMethod(object, "methodName",
                         Qt::QueuedConnection,
                         Q_ARG(QString, "param"));

7. 異步操作

QFuture 和 QFutureWatcher 用于監(jiān)控異步操作

QFuture<int> future = QtConcurrent::run([](){
    return 42;
});

QFutureWatcher<int> *watcher = new QFutureWatcher<int>;
connect(watcher, &QFutureWatcher<int>::finished, [](){
    qDebug() << "Done";
});
watcher->setFuture(future);