QThread与QObject的关系

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QThread与QObject的关系

Threads and QObjects

QThread 继承 QObject.。它可以发送started和finished信号，也提供了一些slot函数。

QObject.可以用于多线程，可以发送信号调用存在于其他线程的slot函数，也可以post event给其他线程中的对象。之所以可以这样做，是因为每个线程都有自己的事件循环。

在进行下面的讲解之前，应该了解的重要的一点是：QThread 对象所在的线程，和QThread 创建的线程，也就是run（）函数执行的线程不是同一个线程。QThread 对象所在的线程，就是创建对象的线程。我们通过一个例子说明更能清楚一点：

MyThread::MyThread(QObject *parent /* = NULL */):QThread(parent)

{

       qDebug()<<"MyThreadobject currentThreadId :"<<QThread::currentThreadId();

}

 

void MyThread::run()

{

       qDebug()<<"run()  currentThreadId : "<<QThread::currentThreadId();

}

 

int main(int argc, char *argv[])

{

       QApplication a(argc, argv);

       MyThread thread;

       qDebug()<<"mainThread : "<<QThread::currentThreadId();

       thread.start();

       returna.exec();

}

输出结果：MyThread所在的线程就是主线程，run()函数是新开的线程。

QObject Reentrancy

QObject.是可重入的，它的大多数非GUI子类，例如QTimer, QTcpSocket, QUdpSocket and QProcess都是可重入的，使得这些类可以同时用于多线程。需要注意的是，这些类设计为从一个单一的线程创建和使用的，在一个线程创建对象，而从另外一个线程调用对象的函数并不能保证行得通。有三个限制需要注意：

1. QObject的子对象必须在创建其parent的线程中创建。这意味着，你不能把QThread对象作为parent传递给创建在线程中的对象，因为QThread 对象本身在另外一个线程中创建。
2. 事件驱动对象只能用于单线程。尤其是在定时器机制和网络模块。例如，你不能在不是对象所处的线程start一个计时器或者链接一个secket。简单的说就是，你不能在线程A创建了一个计时器timer，然后在线程B从启动timer。

我们可以验证一下：

class MyThread : publicQThread

{

       Q_OBJECT

public:

       MyThread(QObject *parent = NULL);

       ~MyThread();

 

public slots:

       voidtimeOutSlot();

protected:

       voidrun();

       QTimer *m_pTimer;

 

};

 

MyThread::MyThread(QObject*parent /* = NULL */):QThread(parent)

{

       m_pTimer = newQTimer(this);

       qDebug()<<"MyThreadobject currentThreadId :"<<QThread::currentThreadId();

       connect(m_pTimer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(timeOutSlot()));

}

 

void MyThread::timeOutSlot()

{

       qDebug()<<"timer  timeout ";

}

 

MyThread::~MyThread()

{

}

 

void MyThread::run()

{

       m_pTimer->start(500);

       qDebug()<<"run()  currentThreadId : "<<QThread::currentThreadId();

       qDebug( "finish!");

}

 

 intmain(int argc, char*argv[])

{

       QApplication a(argc, argv);

       MyThread thread;

       qDebug()<<"mainThread : "<<QThread::currentThreadId();

       thread.start();

       returna.exec();

}

Timeout函数并没有被调用。我们还发现有多了一行输出：

QObject::startTimer: timers cannot be startedfrom another thread

跟踪timer的start源码，我们发现：

void QEventDispatcherWin32::registerTimer(int timerId, intinterval, QObject *object)

{

    if (timerId< 1 || interval < 0 || !object) {

        qWarning("QEventDispatcherWin32::registerTimer:invalid arguments");

        return;}

else if(object->thread() != thread() || thread() != QThread::currentThread())

{

//判断object的thread，也就是object所在的thread，不等于当前的线程就返回了

             qWarning("QObject::startTimer:timers cannot be started from another thread");

             return;

}

}

你必须保证在线程中创建的对象要在线程销毁前delete。这很容易做到，只要是在run()函数栈里创建的对象就行。

尽管 QObject 是可重入的，但是GUI类，特别是QWidget 和它的子类都是不可重入的。它们只能在主线程中用。就如前面提到的， QCoreApplication::exec()必须从主线程进行调用。

Per-Thread Event Loop

每个线程都有自己的事件循环。起始的线程用QCoreApplication::exec()开启事件循环。其他的线程用QThread::exec()开始事件循环。与 QCoreApplication一样， QThread也提供了 exit(int) 函数 和 quit() 槽函数。

线程里的事件循环，使得可以在线程里使用需要事件循环的非GUI类，例如(QTimer, QTcpSocket, and QProcess)。也可以把任意的线程的信号连接到特定线程的槽。

QObject实例存在于创建实例的线程中，发送给实例事件也是有线程的事件循环实现的。可以用 QObject::thread().获取对象存活于哪个线程。

MyThread::MyThread(QObject*parent /* = NULL */):QThread(parent)

{

       m_pTimer = newQTimer(this);

       qDebug()<<"MyThreadobject currentThreadId :"<<QThread::currentThread();

       QObject obj1;

       obj1.thread();

       qDebug()<<"obj1live in the thread  :"<<obj1.thread();

       connect(m_pTimer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(timeOutSlot()));

       //QThread::start();

}

 

void MyThread::run()

{

       QObject obj2;

       obj2.thread();

       qDebug()<<"button2live in the thread  :"<<obj2.thread();

       //m_pTimer->start(500);

       qDebug()<<"run()  currentThreadId : "<<QThread::currentThread();

       qDebug( "finish!");

}

这个再一次说明了，对象所处的线程就是创建它的线程。

注意：对于那些在QApplication之前创建的对象，QObject::thread() 返回0。这意味着，主线程只处理发送给那些对象的事件，那些没有thread的对象是不做任何的事件处理的。使用QObject::moveToThread()函数可以改变对象及其子对象的线程关联度，说白了就是把对象从当前的线程移到另外的线程里。但是如果一个对象已经有了parent，那是不能move了。

调用delete删除处于另外一个线程的QObject对象是不安全的。除非你能保证对象当前不是在进行事件处理。应该用QObject::deleteLater()替代，并且将发出一个DeferredDelete事件，这个事件会最终会被对象的线程的时间循环所捕获。

如果没有时间循环，就不会有事件传递给对象。例如，如果你在一个线程中创建了一个QTimer对象，但是不调用exec(),，那么QTimer永远不会发出timeout()信号，调用DeleteLater() 也不起作用。

void MyThread::run()

{

       m_pTimer = newQTimer();

       m_pTimer->start(500);

      

       connect(m_pTimer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(timeOutSlot()));

       qDebug()<<"run()  currentThreadId : "<<QThread::currentThread();

       this->exec();

       //qDebug("finish!" );

}

 

void MyThread::timeOutSlot()

{

       qDebug()<<"timer  timeout ";

       //m_pTimer->stop();

}

这时候是可以调用timeOutSlot()的。

void MyThread::run()

{

       m_pTimer = newQTimer();

       m_pTimer->start(500);

       connect(m_pTimer,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(timeOutSlot()));

       qDebug()<<"run()  currentThreadId : "<<QThread::currentThread();

       //this->exec();

       //qDebug("finish!" );

}

如果注释//this->exec();，timeOutSlot()将不会被调用。

还有一点要注意的：QTimer对象也不能在另外的线程stop的。如果把timeOutSlot里的m_pTimer->stop();取消注释。会看到一行输出：

QObject::killTimer: timers cannot be stopped fromanother thread

源码中：

bool QEventDispatcherWin32::unregisterTimer(int timerId)

{

    if (timerId< 1) {

        qWarning("QEventDispatcherWin32::unregisterTimer:invalid argument");

        return false;

    }

QThread *currentThread = QThread::currentThread();

//判断timer所处的线程与当前的线程是否一致。

if(thread() != currentThread)

 {

        qWarning("QObject::killTimer:timers cannot be stopped from another thread");

        return false;

    }

}

你可以用QCoreApplication::postEvent()函数在任意时间给任意线程中的任意对象发送事件。事件自动被创建object的线程的事件循环分发。所以的线程都支持事件过滤器，唯一的限制就是，监视对象必须与被监视对象处于同一个线程。同样的，QCoreApplication::sendEvent() 只能用来给与调用QCoreApplication::sendEvent() 函数处于同一个线程的对象发送事件。说白了就是，QCoreApplication::sendEvent() 不能给处于另外线程的对象发送事件。

 Accessing QObjectSubclasses from Other Threads

QObject 和它所有的子类都不是线程安全的。这包含了整个事件发送系统，需要记住的很重要的一点是：事件循环可能正在给一个对象发送一个事件，同时你可能从别的线程访问该对象。

如果你调用了一个不是出于当前线程QObject 子类对象的一个函数，而此时对象可能接收一个事件，你必须用一个mutex保护对象的内在的数据。否则，可能引起程序崩溃或者未定义的行为。

与其他的对象一样，QThread对象存活于创建对象的线程中，而不是存在于QThread::run() 线程。这点在前面讲到了。在自定义 QThread子类中提供slot函数是不安全的，除非你用一个mutex保护了成员变量。然而，你可以在实现的 QThread::run() 里发出信号，因为信号发送是线程安全的。

Signals and Slots AcrossThreads

Qt支持了几种信号--槽的连接方式：

1. Auto Connection (默认)：如果如果信号的发送方与接收方是处于同一个线程，这个连接就是 Direct Connection，否则就跟 Queued Connection一样。
2. Direct Connection ：当信号发出之后，槽会立即被调用。槽函数是在信号发送方的线程中运行的，不需要接收方的线程。
3. Queued Connection：当控制权回到接收方线程时调用槽函数。槽函数是在接收方的线程中运行的。
4. Blocking Queued Connection ：调用方式跟 Queued Connection一样，区别在于，当前线程会被阻塞直到槽函数返回。
5. Unique Connection ：这种方式跟 Auto Connection一样，但是只有当不存在一个相同的连接时才会创建一个连接。如果已经存在相同的连接，则不会创建连接，connect（）返回false。

可以在connect()添加参数指定连接类型。需要注意的一点是：如果信号发送方和接收方处于不同的线程，而且接收方线程运行着一个事件循环，此时用Direct Connection是不安全，原因跟调用一个对象的函数，而这个对象处于另外的线程，那样的调用是不安全。

QObject::connect() 本身是线程安全的。

下面通过结果例子验证一下：

 class Receiver:publicQObject

{

       Q_OBJECT

public:

        voidsendmes()

       {

              emitemitSignal("emit message from A  To B");

       }

       Receiver()

       {

        }

protected slots:

       voidmessageSlot(QString mes)

       {

              qDebug()<<mes;

       }

signals:

       voidemitSignal(QString mes);

 

private:

};

int main(int argc, char *argv[])

{

       QApplication a(argc, argv);

       Receiver objA,objB;

       QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)));

       qDebug()<<"beforeemitsignal ";

       objA.sendmes();

       qDebug()<<"afteremitsignal ";

       returna.exec();

}

objA,objB;出于同一个线程，所以connect的连接类型是Direct Connection

由输出我们可以看出执行顺序，

如果我们写了两句连接：

QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)));

QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)));

就会相应的有两句消息输出：

如果指定了连接类型Qt::UniqueConnection ，就会只有一句消息输出了。

QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)),Qt::UniqueConnection );

QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)),Qt::UniqueConnection);

int main(int argc, char *argv[])

{

       QApplication a(argc, argv);

       QThread *thread = new QThread;

       thread->start();

       Receiver objA,objB;

       objB.moveToThread(thread);

       QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)) );

       qDebug()<<"beforeemitsignal ";

       objA.sendmes();

       qDebug()<<"afteremitsignal ";

       returna.exec();

}

如果我们把objB放到另外的线程，connect的连接类型应该是Queued Connection 。

int main(int argc, char *argv[])

{

       QApplication a(argc, argv);

       QThread *thread = new QThread;

       thread->start();

       Receiver objA,objB;

       objB.moveToThread(thread);

QObject::connect(&objA,SIGNAL(emitSignal(QString)),&objB,SLOT(messageSlot(QString)) ,Qt::BlockingQueuedConnection);

       qDebug()<<"beforeemitsignal ";

       objA.sendmes();

       qDebug()<<"afteremitsignal ";

       returna.exec();

}

显示的指定连接类型为Qt::BlockingQueuedConnection，则输出为：