QThread與QWidget使用

轉自http://hi.baidu.com/cyclone/blog/item/65f3f603294f2e783812bb51.html

感謝作者 dbzhang800

本文主要內容：
在任務一中，用四種方式實現：點擊界面按鈕，開線程運行一段程序，結果顯示在一個Label上。
1. 用不正確的方式得到看似正確的結果
2. 用Qt Manual 和例子中使用的方法
3. 用一種好用但被Qt開發人員批判的方法
4. 用一種被開發人員強烈推薦，但Qt Manual和例子中隻字未提的方法

爲了簡單起見，本文只講如何做及其結果是什麼，而不講其原因是什麼（估計大家對原因也不會感興趣，詳見： QThread 使用探討和 QThread使用方法）。
本文只考慮兩個線程（即主線程和一個次線程）的情況。

QWidget

QWidget及其派生類均不能在次線程中使用或創建

Manual 中的原話：

The GUI classes, notably QWidget and all its subclasses, are not reentrant. They can only be used from the main thread.
因爲不允許，所以嘗試這麼做的，幾乎很快都能回頭。畢竟signals和slots用起來確實蠻方便
但是，回頭後，就理解和用對 QThread 了麼？

QThread

概念一：QThread 對象本身所在的線程和它管理的線程不是同一個線程。

前者是主線程
後者是次線程

概念二：你在QThread派生類中定義的槽是在主線程而不是在次線程中執行的。

run 函數是線程的入口點，run內的代碼纔是在次線程中運行的代碼

概念三：除了Manual和Qt例子中給出的用法外，QThread有一種更容易且被推薦的使用方法：

QThread 應該被看做是操作系統線程的接口或控制點，而不應該包含需要在新線程中運行的代碼
需要運行的代碼應該放到一個QObject的子類中，然後將該子類的對象moveToThread到新線程中。

關於本文的例子

爲了代碼簡單，所有例子都是單一的源文件，保存爲 main.cpp
- 你從代碼中包含的 #include“main.moc”應該能看出
爲了省幾行代碼，頭文件都是直接包含 QtCore 和 QtGui。
爲了清楚告訴大家槽函數分別是在那個線程運行的，調用了幾處 currentThreadId 函數
- main 函數中輸出主線程IDqDebug()<<"main: "<<QThread::currentThreadId();
- run 函數中輸出次線程IDqDebug()<<"thread: "<<currentThreadId();
- 槽函數中輸出其在哪個線程中執行qDebug()<<"slots1: "<<currentThreadId();
因爲用了qDebug，所以你的pro文件內最好加上 CONFIG+=console
同樣爲了省代碼，例子中未考慮線程如何正常結束的問題。

任務一

點擊界面按鈕，開線程運行一段程序，結果顯示在一個Label上。

定義一個Widget，上面放置 QPushButton 和 QLabel
定義一個Thread，執行我們的代碼，然後通知 Widget

第一次嘗試

很容易想到方法，代碼可以工作，結果正確。但 ... 未必和你想得一樣

Thread 中定義一個slot1函數，接受數據，計算其立方，然後將結果通過信號發出
Widget 中按鈕每點擊一次，發出的數據加1，用label接受Thread的信號

#include <QtCore> 
#include <QtGui> 

class Thread:public QThread 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Thread(){} 
public slots: 
    void slot1(int v) 
    { 
        qDebug()<<"slots1: "<<currentThreadId(); 
        emit sig1(QString::number(v*v*v)); 
    } 
signals: 
    void sig1(const QString& t); 
protected: 
    void run() 
    { 
        qDebug()<<"thread: "<<currentThreadId(); 
        exec(); 
    } 
}; 

class Widget:public QWidget 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Widget():m_label(new QLabel), m_button(new QPushButton("Button")), m_thread(new Thread) 
    { 
        QVBoxLayout * vbox = new QVBoxLayout(this); 
        vbox->addWidget(m_label); 
        vbox->addWidget(m_button); 
        setLayout(vbox); 
         connect(m_button,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonClicked())); 
        connect(this,SIGNAL(clicked(int)),m_thread,SLOT(slot1(int))); 
        connect(m_thread,SIGNAL(sig1(QString)),m_label,SLOT(setText(QString))); 
        m_thread->start(); 
    } 
signals: 
    void clicked(int v); 
private slots: 
    void onButtonClicked() 
    { 
        static int v = 0; 
        emit clicked(v); 
        v++; 
    } 
private: 
    QLabel * m_label; 
    QPushButton * m_button; 
    Thread * m_thread; 
}; 

#include "main.moc" 
int main(int argc, char** argv) 
{ 
    QApplication app(argc, argv); 
    qDebug()<<"main: "<<QThread::currentThreadId(); 
    Widget w; 
    w.show(); 
    return app.exec(); 
}

一切工作正常，但看看控制檯輸出呢？

main:  3055777552 
thread:  3024481136  
slots1:  3055777552  
slots1:  3055777552  
slots1:  3055777552  
...

這兒明確告訴你，slot1 是在主線程中執行的。

嘗試二

我們試試 Qt Manual和 Qt 例子中採用的解決方案。

槽函數不是在主線程運行麼，而run函數不是次線程麼？那麼我們就：

在槽函數中做個標記
在run函數中根據標記進行運行

這樣以來，儘管槽函數在仍在主線程，但費時的計算代碼都在次線程了。

對Thread的類的改造如下(程序其他部分和 嘗試一 完全一樣)：

class Thread:public QThread 
{ 
    Q_OBJECT public: 
    Thread(){} 
public slots: 
    void slot1(int v) 
    { 
        qDebug()<<"slots1: "<<currentThreadId(); 
        m_mutex.lock(); 
        m_vals.enqueue(v); 
        m_mutex.unlock(); 
    } 
signals: 
    void sig1(const QString& t); 
protected: 
    void run() 
    { 
        qDebug()<<"thread: "<<currentThreadId(); 
        while(1) { 
            m_mutex.lock(); 
            if (!m_vals.isEmpty()){ 
                int v = m_vals.dequeue(); 
                emit sig1(QString::number(v*v*v)); 
            } 
            m_mutex.unlock(); 
        } 
    } 
private: 
    QQueue<int> m_vals; 
    QMutex m_mutex; 
};

注意哦，因爲 slot 函數在主線程中，而run函數在次線程中，所以二者需要 QMutex 實現對變量的安全訪問。如果你認真看過Qt自帶的例子，會發現它始終強調 QMutex 的使用。

嘗試三

嘗試二是"正統"的做法，但如過你用Google搜索過。那麼你可能不會選擇嘗試二，而是會使用下面的方法（其他部分和 嘗試一 完全一樣）

class Thread:public QThread 
{ 
    Q_OBJECT public: 
    Thread(){ moveToThread(this); } 
...

這樣以來，slot函數確實是在次線程工作的，看看控制檯輸出

main:  3056785168  
thread:  3024444272  
slots1:  3024444272  
slots1:  3024444272  
...

很有意思？不是麼，一條 moveToThread(this)，移動到自己。然後問題解決了。

因爲前面說了，QThread 所在線程和它管理的線程不是同一個。
這樣，其實將自己移動到自己所管理的線程了。

o(∩∩)o...哈哈，不要太高興哦，這個方法看起來比較舒服，但是它是被官方人員強烈批判的用法

嘗試四

終於到我想寫的代碼了，這是Qt線程的開發者建議的使用方式，但很可惜。直到目前(Qt4.7.0)，手冊和例子中對此都隻字爲提。

我們不子類話QThread了，我們只需要子類話一個QObject，然後將其move到QThread就行了，看代碼：
不用子類化QThrad了，我們只需要子類話一個 QObject，需要在次線程中工作的代碼，直接放到它的槽中

class Worker:public QObject 
{ 
    Q_OBJECT 
public: 
    Worker(){} 
public slots: 
    void slot1(int v) 
    { 
        qDebug()<<"slots1: "<<QThread::currentThreadId(); 
        emit sig1(QString::number(v*v*v)); 
    } 
signals: 
    void sig1(const QString& t); 
};

因爲沒有Thread類了，只有Worker類，Widget代碼需做點改動

class Widget:public QWidget 
{ 
    Q_OBJECT public: 
    Widget():m_label(new QLabel), m_button(new QPushButton("Button")), m_worker(new Worker) 
    { 
        QVBoxLayout * vbox = new QVBoxLayout(this); 
        vbox->addWidget(m_label); 
        vbox->addWidget(m_button); 
        setLayout(vbox); 
         QThread * thread = new QThread(this); 
        m_worker->moveToThread(thread); 
         connect(m_button,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonClicked())); 
        connect(this,SIGNAL(clicked(int)),m_worker,SLOT(slot1(int))); 
        connect(m_worker,SIGNAL(sig1(QString)),m_label,SLOT(setText(QString))); 
        thread->start(); 
    } 
signals: 
    void clicked(int v); 
private slots: 
    void onButtonClicked() 
    { 
        static int v = 0; 
        emit clicked(v); 
        v++; 
    } 
private: 
    QLabel * m_label; 
    QPushButton * m_button; 
    Worker * m_worker; 
};

main 函數還是和嘗試一完全一樣

控制檯輸出結果如下

main:  3056961296  
slots1:  3024616304  
slots1:  3024616304  
....

一共兩個線程，且二者id不同，說明slot在次線程中

恩。這篇文字似乎又不短了，看來任務二要另起一篇了。

-- dbzhang800 於 20101023

QThread與QWidget使用

QWidget

QThread

關於本文的例子

任務一

第一次嘗試

嘗試二

嘗試三

嘗試四

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