Qt多线程- QThread 创建多线程程序

QThread 创建多线程程序

QThread 类功能简介

今天说一下 Qt 中的多线程。QThread 类不依赖平台的管理线程的方法。一个 QThread 类的对象管理一个线程，一般从 QThread 继承一个自定义类，并重新定义虚函数 run()，在 run() 函数里实现线程需要完成的任务。

将应用程序的线程称为主线程，额外创建的线程称为工作线程。一般在主线程里创建工作线程，并调用 start() 开始执行工作线程的任务。start() 会在内部调用 run() 函数，进入工作线程的事件循环，在 run() 函数里调用 exit() 或 quit() 可以结束线程的事件循环，或在主线程调用 terminate() 强制结束线程。

QThread 类的主要接口函数、信号和槽函数如下：

QThread 时 QObject 的子类，所以可以使用信号与槽机制。QThread 自身定义了 started() 和 finished() 俩个信号，started() 信号在线程开始执行之前发射，也就是在 run() 函数被调用之前，finished() 信号在线程就要结束的时候发射。

投骰子线程 QDiceThread

作为实例，定义一个投骰子的线程类 QDiceThread，类的声明部分如下：

class QDiceThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
private:
    int     m_seq=0;//掷骰子次数序号
    int     m_diceValue;//骰子点数
    bool    m_Paused=true; //掷一次骰子
    bool    m_stop=false; //停止线程
protected:
    void    run() Q_DECL_OVERRIDE;  //线程任务
public:
    QDiceThread();

    void    diceBegin();//掷一次骰子
    void    dicePause();//暂停
    void    stopThread(); //结束线程
signals:
    void    newValue(int seq,int diceValue); //产生新点数的信号
};

• 重载虚函数 run()，在此函数里完成线程的主要任务。
• 自定义 diceBegin()、dicePause()、stopThread() 三个公共函数用于线程控制，这三个函数由主线程调用。
• 定义了要给信号 newValue(int seq, int diceValue) 用于在投一次骰子得到新的点数之后发射此信号，由主线程的槽函数相应以获取值。

QDiceThread 类的实现代码如下：

#include "qdicethread.h"
#include    <QTime>

#include <QRandomGenerator>

QDiceThread::QDiceThread()
{

}

void QDiceThread::diceBegin()
{ //开始掷骰子
    m_Paused=false;
}

void QDiceThread::dicePause()
{//暂停掷骰子
    m_Paused=true;
}

void QDiceThread::stopThread()
{//停止线程
    m_stop=true;
}

void QDiceThread::run()
{//线程任务
    m_stop=false;   //启动线程时令m_stop=false
    m_seq=0;        //掷骰子次数
//    qsrand(QTime::currentTime().msec());//随机数初始化，qsrand是线程安全的，过时的函数

    while(!m_stop)  //循环主体
    {
        if (!m_Paused)
        {
//            m_diceValue=qrand();  //获取随机数，过时的函数
//            m_diceValue=(m_diceValue % 6)+1;
            m_diceValue= QRandomGenerator::global()->bounded(1,7); //随机数[1,6]

            m_seq++;
            emit newValue(m_seq,m_diceValue);  //发射信号
        }
        msleep(500); //线程休眠500ms
    }

//  在  m_stop==true时结束线程任务
    quit();//相当于  exit(0),退出线程的事件循环
}

其中 run() 时线程任务的实现部分，线程开始执行就执行 run() 函数。run 函数一般时事件循环过程，根据各种条件或者事件处理各种任务。当 run 函数退出时，线程的事件循环就结束了。
在 run 函数里，初始化变量 m_stop 和 m_seq，用 qsrand() 函数对随机数种子初始化。run 函数的主循环是个 while 循环，在主线程调用 stopThread 函数使 m_stop 为 true 才会退出 while，调用 quit 之后结束线程。
在 while 循环体内，又根据 m Paused 判断当前是否需要掷散子，如果需要掷骰子，则用随函数生成一次散子的点数 m diceValue，然后发射信号 newValueO)，将 mseq 和 m diceValue 作信号参数传递出去。主线程可以设计槽函数与此信号关联，获取这两个值并进行显示。

投骰子多线程应用程序

使用 QDiceThread 类，设计一个应用程序，程序运行界面如图所示：

窗体上方的几个按钮用于控制线程的启动与停止，控制开始与暂停掷骰子。中间的文本框是示次数和点数，右边根据点数显示资源文件里面的一个图片，图片存储在项目的资源文件里。下方的一个标签根据 QDiceThread 的 staredO) 和 GnishedO) 两个信号显示线程的状态。
窗口类是从 QDialog 继承的类 Dialog，其类定义如下 (省略了按钮槽函数的定义):

class Dialog : public QDialog
{
    Q_OBJECT

private:
    QDiceThread   threadA;

protected:
    void    closeEvent(QCloseEvent *event);

public:
    explicit Dialog(QWidget *parent = 0);
    ~Dialog();

private slots:
    void    onthreadA_started();
    void    onthreadA_finished();
    void    onthreadA_newValue(int seq, int diceValue);

private:
    Ui::Dialog *ui;
};

这里定义了一个 QDiceThread 类型的变量 threadA，重定义了 closeEvent() 事件，自定义了 3 个槽函数。
Dialog 类的构造函数代码如下:

Dialog::Dialog(QWidget *parent) : QDialog(parent),  ui(new Ui::Dialog)
{//构造函数
    ui->setupUi(this);
    connect(&threadA,SIGNAL(started()),this,SLOT(onthreadA_started()));
    connect(&threadA,SIGNAL(finished()),this,SLOT(onthreadA_finished()));

    connect(&threadA,SIGNAL(newValue(int,int)),this,SLOT(onthreadA_newValue(int,int)));
}

构造函数主要是将 threadA 的 3 个信号与 Dialog 自定义的 3 个槽函数相关联，这 3 个槽的代码如下:

void Dialog::onthreadA_started()
{//线程的started()信号的响应槽函数
    ui->LabA->setText("Thread状态：thread started");
}

void Dialog::onthreadA_finished()
{//线程的 finished()信号的响应槽函数
    ui->LabA->setText("Thread状态：thread finished");
}

void Dialog::onthreadA_newValue(int seq,int diceValue)
{//QDiceThread的newValue()信号的响应槽函数，显示骰子次数和点数
    QString  str=QString::asprintf("第 %d 次掷骰子，点数为：%d",seq,diceValue);
    ui->plainTextEdit->appendPlainText(str);

    QPixmap pic; //图片显示
    QString filename=QString::asprintf(":/dice/images/d%d.jpg",diceValue);
    pic.load(filename);
    ui->LabPic->setPixmap(pic);
}

• started() 信号发射时，表示线程开始执行，在标签里显示状态文字。
• finished() 信号发射时，表示线程结束执行，在标签里显示状态文字。
• newValue() 是 QDiceThread 定义的信号, 在掷一次骰子获得新的点数后发射，将掷骰子的次数和点数传递过来。槽函数 onthreadA_newValue() 获取这两个值并显示在文本框里，再根据点数从资源文件里获取相应的图片并显示。

窗口上五个按钮的代码如下：

void Dialog::on_btnClear_clicked()
{ //清空文本 按钮
    ui->plainTextEdit->clear();
}

void Dialog::on_btnDiceEnd_clicked()
{//暂停 掷骰子按钮
    threadA.dicePause();
    ui->btnDiceBegin->setEnabled(true);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(false);
}

void Dialog::on_btnDiceBegin_clicked()
{//开始 掷骰子按钮
    threadA.diceBegin();
    ui->btnDiceBegin->setEnabled(false);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(true);
}

void Dialog::on_btnStopThread_clicked()
{//结束线程 按钮
    threadA.stopThread();//结束线程的run()函数执行
    threadA.wait();//

    ui->btnStartThread->setEnabled(true);
    ui->btnStopThread->setEnabled(false);

    ui->btnDiceBegin->setEnabled(false);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(false);
}

void Dialog::on_btnStartThread_clicked()
{//启动线程 按钮
    threadA.start();

    ui->btnStartThread->setEnabled(false);
    ui->btnStopThread->setEnabled(true);

    ui->btnDiceBegin->setEnabled(true);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(false);
}

• “启动线程”按钮调用线程的 start () 函数，star 0 的数会内部调用 un 0 函数开始线程任务的执行。runO 函数将内部变量 m_Paused 初始化为 tue，所以，启动线程后并不会立即开始掷骰子。“开始”按钮调用 diceBegin () 函数，使 threadA 线程内部变量 mPaused 变为 false，那么 runO 函数里就开始每隔 500 毫秒产生一次骰子点数，并发射信号 newValueO。
• “暂停”按钮调用 dicePause () 函数，使 threadA 线程内部变量 mPaused 变为 true，runO) 函数里不再掷骰子，但是 runO 函数并没有结束，也就是线程并没有结束。
• “结束线程”按钮调用 stopThread () 函数，使 threadA 线程内部的 mstop 变为 true，runO) 函数体的 while 循环结束，执行 quit 0 后线程结束。所以，线程结束就是 runO) 函数执行退出。

重载 closeEvent () 事件，在窗口关闭时确保线程被停止，代码如下:

void Dialog::closeEvent(QCloseEvent *event)
{ //窗口关闭事件，必须结束线程
    if (threadA.isRunning())
    {
        threadA.stopThread();
        threadA.wait();
    }
    event->accept();
}

资料参考：https://github.com/0voice