一、QThreadPool類介紹

QThreadPool 是 Qt 框架中用于管理線程池的類，它提供了一種高效的方式來管理和復(fù)用線程，避免頻繁創(chuàng)建和銷毀線程帶來的開銷。

1.基本概念

QThreadPool 是一個(gè)全局的線程池，它維護(hù)了一組線程，并將任務(wù)分配給這些線程執(zhí)行。線程池中的線程數(shù)量可以通過設(shè)置最大線程數(shù)來控制。當(dāng)線程池中的線程被占用時(shí)，新任務(wù)會(huì)被排隊(duì)等待執(zhí)行。

2.創(chuàng)建和使用線程池

Qt 提供了一個(gè)全局線程池 QThreadPool::globalInstance()，可以直接使用，也可以創(chuàng)建自己的線程池實(shí)例。

全局線程池的使用：

// 獲取全局線程池
QThreadPool *threadPool = QThreadPool::globalInstance();
// 設(shè)置最大線程數(shù)（可選）
threadPool->setMaxThreadCount(4);

自定義線程池的使用：

QThreadPool *myThreadPool = new QThreadPool();
myThreadPool->setMaxThreadCount(8); // 設(shè)置最大線程數(shù)

3.關(guān)鍵方法

以下是 QThreadPool 的一些常用方法：

(1) 設(shè)置線程池的最大線程數(shù)

void QThreadPool::setMaxThreadCount(int maxThreadCount);

用于設(shè)置線程池中允許的最大線程數(shù)。默認(rèn)值通常是系統(tǒng)核心數(shù)的兩倍。

(2) 啟動(dòng)任務(wù)

void QThreadPool::start(QRunnable *runnable);

將一個(gè) QRunnable 對(duì)象提交到線程池中執(zhí)行。

(3) 等待所有任務(wù)完成

void QThreadPool::waitForDone();

阻塞當(dāng)前線程，直到線程池中的所有任務(wù)都完成。

(4) 獲取全局線程池

static QThreadPool *QThreadPool::globalInstance();

返回全局線程池實(shí)例，通常用于共享程線池。

4.注意事項(xiàng)

1. 線程安全：QThreadPool 是線程安全的，可以在多個(gè)線程中同時(shí)調(diào)用其方法。
2. 任務(wù)的生命周期：任務(wù)對(duì)象（QRunnable 的子類）通常由線程池管理，任務(wù)完成后會(huì)被自動(dòng)刪除。如果需要手動(dòng)管理任務(wù)對(duì)象的生命周期，可以在任務(wù)類中重寫 autoDelete() 方法。
3. 任務(wù)隊(duì)列：當(dāng)線程池中的線程被占用時(shí)，新任務(wù)會(huì)被放入隊(duì)列中等待執(zhí)行。
4. 線程池的銷毀：當(dāng)線程池被銷毀時(shí)，所有未完成的任務(wù)會(huì)被取消，線程池中的線程也會(huì)被銷毀。

二、QRunnable類介紹

QRunnable 是 Qt 框架中用于表示可運(yùn)行任務(wù)的類，它是線程池（QThreadPool）中任務(wù)的接口。通過繼承 QRunnable 并重寫其 run() 方法，可以創(chuàng)建一個(gè)可以在單獨(dú)線程中執(zhí)行的任務(wù)。QRunnable 是 Qt 實(shí)現(xiàn)線程池任務(wù)調(diào)度的核心機(jī)制之一。

1. QRunnable 的作用

QRunnable 是一個(gè)抽象類，用于表示一個(gè)可以被線程執(zhí)行的任務(wù)。它的主要目的是將任務(wù)封裝為一個(gè)對(duì)象，然后通過線程池（QThreadPool）或其他線程管理機(jī)制來執(zhí)行這些任務(wù)。QRunnable 的設(shè)計(jì)使得任務(wù)的創(chuàng)建和執(zhí)行解耦，從而提高了代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。

2. QRunnable 的基本用法

要使用 QRunnable，通常需要執(zhí)行以下步驟：

1繼承 QRunnable：創(chuàng)建一個(gè)繼承自 QRunnable 的類。

2.重寫 run() 方法：在 run() 方法中實(shí)現(xiàn)任務(wù)的邏輯。

3.提交任務(wù)到線程池：通過 QThreadPool 的 start() 方法將任務(wù)提交到線程池中執(zhí)行。

3. QRunnable 的關(guān)鍵特性

(1) 自動(dòng)刪除

QRunnable 提供了一個(gè) autoDelete() 方法，用于控制任務(wù)對(duì)象在執(zhí)行完成后是否自動(dòng)刪除。默認(rèn)情況下，autoDelete() 返回 true，表示任務(wù)對(duì)象會(huì)在執(zhí)行完成后自動(dòng)刪除。如果需要手動(dòng)管理任務(wù)對(duì)象的生命周期，可以在任務(wù)類中重寫 autoDelete() 方法。

bool QRunnable::autoDelete() const;

(2) 設(shè)置優(yōu)先級(jí)

QRunnable 允許設(shè)置任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)會(huì)優(yōu)先執(zhí)行。

void QRunnable::setAutoDelete(bool autoDelete);
void QRunnable::setPriority(QThread::Priority priority);

(3) 線程安全

QRunnable 是線程安全的，可以在多個(gè)線程中同時(shí)創(chuàng)建和提交任務(wù)。

4. QRunnable 的應(yīng)用場景

QRunnable 適用于以下場景：

1.并發(fā)任務(wù)：需要在多個(gè)線程中并發(fā)執(zhí)行任務(wù)時(shí)，QRunnable 是一個(gè)很好的選擇。

2.線程池管理：通過 QThreadPool 和 QRunnable，可以高效地管理線程池中的任務(wù)，避免頻繁創(chuàng)建和銷毀線程。

3.簡化線程管理：QRunnable 將任務(wù)封裝為對(duì)象，使得任務(wù)的創(chuàng)建和執(zhí)行更加清晰和易于管理。

5. QRunnable 和 QThread 的區(qū)別

雖然 QRunnable 和 QThread 都可以用于多線程編程，但它們的用途和設(shè)計(jì)目標(biāo)有所不同：

• QThread：
  • 是一個(gè)完整的線程類，提供了對(duì)線程生命周期的精細(xì)控制。
  • 適用于需要長期運(yùn)行的線程，或者需要手動(dòng)管理線程生命周期的場景。
  • 使用起來相對(duì)復(fù)雜，需要手動(dòng)啟動(dòng)和停止線程。
• QRunnable：
  • 是一個(gè)任務(wù)類，用于表示一個(gè)可以在單獨(dú)線程中執(zhí)行的任務(wù)。
  • 通常與 QThreadPool 配合使用，適用于短時(shí)間任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。
  • 使用起來相對(duì)簡單，任務(wù)完成后會(huì)自動(dòng)刪除。

三、使用示例

下面通過一個(gè)代碼示例來講述如何使用：

#include <QCoreApplication>
#include <QThreadPool>
#include <QRunnable>
#include <QThread>
#include <QDebug>

class QMyTask:public QRunnable
{
public:
    QMyTask(int nID)
    {
        m_nID = nID;
    }

    ~QMyTask(){};

    virtual void run() override
    {
        qDebug() << "Task"<< m_nID << "Is Run On Thread" << QThread::currentThreadId();
        QThread::sleep(2); // 模擬耗時(shí)任務(wù)
        qDebug() << "Task" << m_nID << "finished";
    }

private:
    int m_nID;
};


int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    
    QThreadPool* pThreadPool = QThreadPool::globalInstance();
    pThreadPool->setMaxThreadCount(4);

    for(int i=0;i<10;i++)
    {
        QMyTask* pTask = new QMyTask(i);
        pThreadPool->start(pTask);
    }

    pThreadPool->waitForDone();

    qDebug() << "All tasks are done.";


    return a.exec();
}

代碼運(yùn)行結(jié)果：

四、總結(jié)

1.QThreadPool 提供了一種簡單而高效的方式來管理線程，特別適合處理大量短時(shí)間任務(wù)的場景。通過合理設(shè)置線程池的大小和任務(wù)的管理方式，可以顯著提高程序的性能和響應(yīng)速度。

2.QRunnable 是 Qt 中用于表示可運(yùn)行任務(wù)的類，它通過線程池（QThreadPool）實(shí)現(xiàn)任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行。通過繼承 QRunnable 并重寫 run() 方法，可以輕松創(chuàng)建和管理任務(wù)。QRunnable 的設(shè)計(jì)使得任務(wù)的創(chuàng)建和執(zhí)行解耦，提高了代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。在需要并發(fā)執(zhí)行短時(shí)間任務(wù)時(shí)，QRunnable 是一個(gè)非常高效的選擇。

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