标签：runnable Qt QGenericArgument 调用线程 QThreadPool 多线程 QRunnable

说到线程通常会想到QThread，但其实Qt中创建线程的方式有多种，这里主要介绍其中一种QRunnable，QRunnable和QThread用法有些不同，并且使用场景也有区别。要介绍QRunnable的用法、使用场景以及注意事项，首先还要先来看看QThreadPool，因为QRunnable任务需要使用QThreadPool启动线程。

一、QThreadPool 线程池

1.1 线程池介绍

在一个应用程序中，我们需要多次使用线程，也就意味着，我们需要多次创建并销毁线程。而创建并销毁线程的过程势必会消耗内存。而在日常开发中，内存资源是及其宝贵的，所以线程池QThreadPool就建议用来管理多个线程的并发执行。在程序逻辑中经常会碰到需要处理大批量任务的情况，比如密集的网络请求，日志分析、加载工程中多个子工程、保存工程等等。一般会创建一个队列，用一个或者多个线程去消费这个队列，一般也要处理队列的加锁和解锁的问题。

1.2 线程池的优点

创建和销毁线程需要和OS交互，少量线程影响不大，但是线程数量太大，势必会影响性能，使用线程池可以减少这种开销；
线程池维护一定数量的线程，使用时，将指定函数传递给线程池，线程池会在线程中执行任务

1.3 QThreadPool类成员函数

主要属性：
 
1、activeThreadCount: 此属性表示线程池中的活动线程数，通过activeThreadCount() 调用。
2、expiryTimeout: 线程活着的时间。没有设置expiryTimeout毫秒的线程会自动退出，此类线程将根据需要重新启动。默认的expiryTimeout为30000毫秒 (30 秒)。如果expiryTimeout为负, 则新创建的线程将不会过期, 在线程池被销毁之前, 它们将不会退出。通过expiryTimeout()调用，通setExpiryTimeout(int expiryTimeout)设置 。
3、maxThreadCount : int 表示线程池使用的最大线程数。
通过maxThreadCount() 调用，通过setMaxThreadCount(int maxThreadCount) 设置
注意:即使maxThreadCount限制为零或为负数, 线程池也至少有1个线程。
 
主要成员函数
 
QThreadPool *QThreadPool::globalInstance()
返回Qt应用程序全局线程池实例。
void reserveThread()
预约一个线程，这个函数总是会增加活动线程的数量。这意味着通过使用这个函数，activeThreadCount()可以返回一个大于maxThreadCount()的值。
void releaseThread()
释放以前通过调用reserveThread()预约的线程。
如果不先预约一个线程，调用这个函数会临时增加maxThreadCount()。当线程进入休眠等待时，能够允许其他线程继续。
要记得在完成等待时调用reserveThread()，以便线程池可以正确控制activeThreadCount()。
void QThreadPool :: start（QRunnable * runnable，int priority = 0）
 
在任务数量小于maxThreadCount时，为每个runnable任务预约一个线程。超过maxThreadCount时，将任务放入运行队列中。priority 参数用来设置线程运行优先级。
 
bool tryStart(QRunnable *runnable)
此方法尝试预约一个线程来运行runnable。
如果在调用的时候没有线程可用，那么这个函数什么都不做，并返回false。否则，将使用一个可用线程立即运行runnable，并返回此函数true。

　　void start(QRunnable *runnable, int priority = 0)

　　保留一个线程并使用该线程来运行runnable，（除非该线程会使当前线程计数超过maxThreadCount()）。runnable 会被添加到运行队列中。优先级参数可用于控制运行队列的执行顺序。

　　　　如果 runnable->autoDelete() 返回 true，线程池将拥有 runnable 的所有权，并且 runnable->run() 返回后，线程池将自动删除 runnable。
　　　　如果 runnable->autoDelete() 返回 false，则 runnable 的所有权仍归调用者所有。
　在调用此函数后更改 runnable 的自动删除（QRunnable::setAutoDelete()）会导致未定义的行为。

void clear()
用于删除在任务队列中，还没有启动的任务。
bool tryTake(QRunnable *runnable)
如果runnable任务还没开始运行，那么从队列中删除此runable任务，此时函数返回true；如果runnable任务已经运行，返回false。
只用来删除runnable->autoDelete() == false的runnable任务，否则可能会删错任务.

　　void setAutoDelete(bool autoDelete)

　　如果autoDelete为 true, 则启用自动删除。否则自动删除将被禁用。
　　如果启用了自动删除, QThreadPool将在调用 run () 函数返回后自动删除此runable对象。否则, runable对象所有权不属于线程池，由开发人员管理。
　　请注意, 必须先设置此标志，(默认构造函数已经将其设置为true)，然后才能调用QThreadPool:: start()。在QThreadPool:: start() 之后调用此函数将导致不可预测后果。

bool waitForDone(int msecs = -1)
等待msecs毫秒, 以便所有线程退出并从线程池中移除所有线程。如果删除了所有线程, 则返回true ，否则, 它将返回false。默认等待时间为-1，即等待最后一个线程退出。
 
内容出自： https://blog.csdn.net/y396397735/article/details/78637634

1.4 总结

QThreadPool 类管理 QRunnable /QThread 的集合。
QThreadPool 管理和回收单独的 QThread 对象，以减少使用线程的程序中的线程创建成本。
每个 Qt 应用程序都有一个全局 QThreadPool 对象，可以通过调用 globalInstance() 来访问它。
要使用 QThreadPool，需要子类化 QRunnable 并实现 run() 虚函数。然后创建该类的对象并将其传递给 QThreadPool::start()。QThreadPool 默认自动删除 QRunnable。
QThreadPool 是管理线程的低级类，Qt Concurrent 模块是更高级的方案。

二、QRunnable [ 不继承QObject,不属于Qt的元对象系统]

2.1 介绍

2.1.1 定义及其用法

QRunnable 类是一个接口，用于表示需要执行的任务或代码段，由重新实现的 run() 函数表示。
一般使用 QThreadPool 在单独的线程中执行代码。要使用QRunnable创建线程，步骤如下：

继承QRunnable。和QThread使用一样，首先需要将你的线程类继承于QRunnable。
重写run函数。还是和QThread一样，需要重写run函数，run是一个纯虚函数，必须重写。
使用QThreadPool启动线程

2.1.2 与QThread的区别

与外界通信方式不同。由于QThread是继承于QObject的，但QRunnable不是，所以在QThread线程中可以直接将线程中执行的结果通过信号的方式发到主程序，而QRunnable线程不能用信号槽，只能通过别的方式。
启动线程方式不同。QThread线程可以直接调用start()函数启动，而QRunnable线程需要借助QThreadPool进行启动。
资源管理不同。QThread线程对象需要手动去管理删除和释放，而QRunnable则会在QThreadPool调用完成后自动释放。

2.1.3 总结

作为Qt类中少有的基类， QRunnable提供了简洁有效的可运行对象的创建. 用QRunnable来创建独立的运行对象来运行不涉及界面元素的数据处理过程非常合适.
优点: 创建过程简洁，使用方便，配合着自身的autoDelete特性，有点“招之即来，挥之即去”的感觉.
缺点: 无法实时提供自身的运行状态.

2.2 两种启动线程方式 [ 全局线程池和非全局线程池 ]

上面我们说到要启动QRunnable线程，需要QThreadPool配合使用，而调用方式有两种：全局线程池和非全局线程池。

2.2.1 全局线程池 [ QThreadPool::globalInstance() ]

每个 Qt 应用程序都有一个全局 QThreadPool 对象，可以通过调用 globalInstance() 来访问它。上面示例中启动方式就是用的全局线程池来启动QRunnable，使用很简单：

QThreadPool::globalInstance()->start(m_pRunnable);

2.2.2 非全局线程池

除此之外，还可以使用非全局线程池的方式来实现，该方式可以控制线程最大数量，以及其他设置，比较灵活，具体参照帮助文档

    QThreadPool      threadpool;
    threadpool.setMaxThreadCount(1);
    threadpool.start(m_pRunnable);

2.3 外界通信 [ QRunnable+QMetaObject::invokeMethod ]

前面我们提到，因为QRunnable没有继承于QObject，所以没法使用信号槽与外界通信，那么，如果要在QRunnable线程中和外界通信怎么办呢，通常有两种做法：

使用多继承。让我们的自定义线程类同时继承于QRunnable和QObject，这样就可以使用信号和槽，但是多线程使用比较麻烦，特别是继承于自定义的类时，容易出现接口混乱，所以在项目中尽量少用多继承。
使用QMetaObject::invokeMethod。

2.3.1 QMetaObject::invokeMethod介绍

该函数就是尝试调用obj的member函数，可以是信号、槽或者Q_INVOKABLE声明的函数（能够被Qt元对象系统唤起），如果调用成功，返回true，失败返回false，具体使用方法就不在这里介绍。

//函数定义
[static] bool QMetaObject::invokeMethod(QObject *obj, const char *member, Qt::ConnectionType type, QGenericReturnArgument ret, QGenericArgument val0 = QGenericArgument( Q_NULLPTR ), QGenericArgument val1 = QGenericArgument(), QGenericArgument val2 = QGenericArgument(), QGenericArgument val3 = QGenericArgument(), QGenericArgument val4 = QGenericArgument(), QGenericArgument val5 = QGenericArgument(), QGenericArgument val6 = QGenericArgument(), QGenericArgument val7 = QGenericArgument(), QGenericArgument val8 = QGenericArgument(), QGenericArgument val9 = QGenericArgument())

QMetaObject::invokeMethod可以是异步调用，也可以是同步调用。这取决与它的连接方式Qt::ConnectionType type。如果type为Qt::DirectConnection，则为同步调用，若为Qt::QueuedConnection，则为异步调用。

来看一下，在上面的示例中，我们如何通过QMetaObject::invokeMethod让QRunnable线程与外部主线程通信。

假如我们在主界面中定一个函数 [该函数为QObject类型中一个成员函数] ，用于更新界面内容：

Q_INVOKABLE void setText(QString msg);

线程类：

// .h
class CusRunnable : public QRunnable
{
public:
    explicit CusRunnable(QObject *obj);
    ~CusRunnable();
    void run();
 
private:
    QObject * m_pObj = nullptr;//主界面需要刷新对象，即setText()对应的类对象
};


// .cpp
CusRunnable::CusRunnable(QObject * obj):
    m_pObj(obj)
{}
 
CusRunnable::~CusRunnable()
{
    qDebug() << __FUNCTION__;
}
 
void CusRunnable::run()
{
    qDebug() << __FUNCTION__ << QThread::currentThreadId();
    
　　//其中"setText"就是要调用的函数,
　　//传参方式Q_ARG(QString,"this is AA!")，表示传入一个QString类型，值为"this is AA!"
　　QMetaObject::invokeMethod(m_pObj,"setText",Q_ARG(QString,"this is AA!"));
    QThread::msleep(1000);
}

参考文章：
原文链接：https://blog.csdn.net/L_Andy/article/details/108608749

原文链接：https://blog.csdn.net/kenfan1647/article/details/118604254

标签：runnable,Qt,QGenericArgument,调用,线程,QThreadPool,多线程,QRunnable
From： https://www.cnblogs.com/david-china/p/17104946.html

Qt多线程编程之QThreadPool 和 QRunnable使用