QT多线程

2025-03-09 约 1352 字预计阅读 3 分钟

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QT多线程

一、多线程概念

继承QThread类

核心步骤 ：

定义子类继承 QThread ，重写 run() 函数实现线程逻辑。

#ifndef IOSTHREAD_H
#define IOSTHREAD_H

//保证能进行中文显示，QT对于中文有些不兼容
#if defined(_MSC_VER) && (_MSC_VER >= 1600)
# pragma execution_character_set("utf-8")
#endif

#include <QObject>
#include <QThread>

class IOSThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit IOSThread(QObject *parent = nullptr);

protected:
    void run();

private:

};

#endif

#include "Threads/IOSThread.h"
#include "alldata.h"

IOSThread::IOSThread(QObject *parent)
    : QThread(parent)
{

}

void IOSThread::run()
{
    while(1)
    {
        QThread::msleep(1);
    }
}

通过 start() 启动线程， quit() 和 wait() 安全终止线程。

    //Threads
    IOSThread *iosthread;
    qDebug()<<"iosthread 开启线程";
    iosthread = new IOSThread(this);
    // 设置为最高优先级
    iosthread->start();
    iosthread->setPriority(QThread::TimeCriticalPriority);
    

线程优先级

优先级常量	数值	描述	应用场景
`QThread::IdlePriority`	0	空闲优先级：仅在无其他线程运行时才调度。	后台监控、低优先级日志记录等
`QThread::LowestPriority`	1	最低优先级：调度频率低于 `LowPriority` 。	非关键性后台任务
`QThread::LowPriority`	2	低优先级：调度频率低于 `NormalPriority` 。	资源占用较低的任务（如数据备份）
`QThread::NormalPriority`	3	正常优先级：操作系统的默认优先级。	普通用户交互任务
`QThread::HighPriority`	4	高优先级：调度频率高于 `NormalPriority` 。	实时数据处理或关键业务逻辑
`QThread::HighestPriority`	5	最高优先级：调度频率高于 `HighPriority` 。	高响应要求的任务（如传感器采集）
`QThread::TimeCriticalPriority`	6	时间关键优先级：尽可能频繁调度，接近实时系统的优先级。	运动控制、高频信号处理等
`QThread::InheritPriority`	7	继承优先级：使用创建线程的优先级（默认值）。	需要与父线程优先级一致的任务

QThread::TimeCriticalPriority的优先级最高

QThread 类提供的延时函数

QThread::sleep(n) ：阻塞当前线程 n 秒。

QThread::msleep(n) ：阻塞当前线程 n 毫秒

QThread::usleep(n) ：阻塞当前线程 n 微秒

示例：子线程执行耗时任务（如循环计算），通过信号通知主线程更新UI 。

特点：

直接控制线程生命周期，但需注意 run() 函数外部的成员函数默认运行在主线程
适用于需要独立线程完成完整任务的场景（如硬件控制）

二、线程同步与通信机制

全局互斥锁(QMutex\QMutexLocker)

对于需要全局动作的资源，如在线程中对数据库的增删改查，全局变量（生产数据、板卡、某些必要条件变量等）。

#include <QMutex>
#include <QDebug>

QMutex mutex; // 全局互斥锁
int shared_counter = 0;

void qt_increment_counter() {
    mutex.lock();
    shared_counter++;
    qDebug() << "Counter:" << shared_counter;
    mutex.unlock();
}

void qt_safe_increment_counter() {
    QMutexLocker locker(&mutex); // 构造时加锁，析构时解锁
    shared_counter++;
    qDebug() << "Counter:" << shared_counter;
}

意事项

死锁风险 ：避免嵌套加锁或忘记解锁，优先使用 lock_guard / QMutexLocker 。
锁粒度 ：尽量缩小临界区范围（如不在锁内执行耗时操作）

全局互斥锁(QMutex\QMutexLocker)

Qt的读写锁（ QReadWriteLock ）是一种线程同步机制，旨在优化多线程环境下对共享资源的访问效率。其核心原则为：

读共享 ：允许多个线程同时获取读锁（ lockForRead() ），执行只读操作，互不干扰。
写独占 ：同一时间仅允许一个线程获取写锁（ lockForWrite() ），执行写入操作，期间阻塞其他所有读写操作。
写优先策略 ：默认情况下，写锁请求优先于读锁请求，确保写操作不会被无限延迟

锁操作函数

读锁： lockForRead() 阻塞直到获取读锁； tryLockForRead() 非阻塞尝试获取读锁，可设置超时。
写锁： lockForWrite() 阻塞直到获取写锁； tryLockForWrite() 非阻塞尝试获取写锁。
解锁： unlock() 释放当前持有的读锁或写锁

// 全局缓冲区和读写锁
QVector<int> buffer;
QReadWriteLock rwLock;

// 数据采集线程（写操作）
void dataAcquisitionThread() {
    QWriteLocker locker(&rwLock);
    buffer.append(newData); // 写入新数据
}

// 数据显示线程（读操作）
void dataDisplayThread() {
    QReadLocker locker(&rwLock);
    for (int val : buffer) qDebug() << val; // 读取数据
}

#include <QReadWriteLock>
#include <QThread>
#include <QDebug>

QReadWriteLock rwLock; // 全局读写锁
int sharedData = 0;    // 共享资源

class ReaderThread : public QThread {
protected:
    void run() override {
        rwLock.lockForRead();  // 手动加读锁
        qDebug() << "Read data:" << sharedData;
        rwLock.unlock();       // 必须手动解锁！
    }
};

class WriterThread : public QThread {
protected:
    void run() override {
        rwLock.lockForWrite();  // 手动加写锁
        sharedData++;
        qDebug() << "Write data:" << sharedData;
        rwLock.unlock();        // 必须手动解锁！
    }
};

注意事项 即使是读写锁，在使用过程中也要注意读锁进行锁后，也需要释放，在调用写锁，不然可能也会出现死锁的情况，同时解锁的时候可以尝试try，保证线程的安全释放锁资源。

void run() {
    rwLock.lockForRead();
    try {
        // 临界区操作
    } catch (...) {
        rwLock.unlock();
        throw;
    }
    rwLock.unlock();
}

rwLock.lockForRead();
// 读操作
rwLock.unlock();

rwLock.lockForWrite();
// 写操作
rwLock.unlock();

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QT多线程

QT多线程

一、多线程概念

二、 线程同步与通信机制

二、线程同步与通信机制