Qt中槽函数在那个线程执行的探索和思考

news2024/9/22 17:22:40

      信号和槽是Qt的核心机制之一，通过该机制大大简化了开发者的开发难度。信号和槽属于观察者模式（本质上是回调函数的应用）。是函数就需要考虑其是在那个线程中执行，本文讨论的就是槽函数在那个线程中执行的问题。

目录

1. connect函数的第五个参数说明

2. 发送者和接收者在同一个线程创建

2.1 槽函数在发送者所在线程执行

2.3 槽函数不在发送者所在线程执行

3. 发送者和接收者在不同线程创建

3.1 槽函数在接收者所在线程执行

3.2 槽函数在发送者所在线程执行

4.发送者所在线程和发送信号线程的区别

1. connect函数的第五个参数说明

       connect函数用来连接信号和槽，类似于提前注册。其第五个参数默认是Qt::AutoConnection，所以开发者很多时候可以忽略此参数。但是在牵扯到复杂业务开发，尤其是多线程并发开发时往往需要关注第五个参数，第五个参数取值和含义如下：

  • Qt::AutoConnection

    自动连接，发送者和接受者在同一个线程时等同于Qt::DirectConnection，不同线程等同于Qt::QueuedConnection

  • Qt::DirectConnection

    直接（同步）连接，槽函数在接受者所依附线程执行。

  • Qt::QueuedConnection

    队列（异步）连接，槽函数在发送信号的线程执行。异步连接的时候，信号是由接收者所在的线程的事件处理机制来处理的，如果接收者所在的线程没有事件处理的话，这个信号就不会被处理

  • Qt::BlockingQueuedConnection

    阻塞连接，发送者和接收者在同一线程时会死锁

  • Qt::UniqueConnection

    唯一连接，防止信号和槽重复连接

  • Qt::SingleShotConnection

    单次连接，信号和槽函数只连接一次，槽函数执行后连接会自动断开

2. 发送者和接收者在同一个线程创建

2.1 槽函数在发送者所在线程执行

发送者

sender.h

#ifndef SENDER_H
#define SENDER_H

#include <QObject>
#include <QString>

class Sender :public QObject {
    Q_OBJECT

public:
    Sender(QObject* parent = 0);

public slots :
    void emitsig(const QString& str, const int& ci);

signals:
    void sig(const QString& str, const int& ci);
};

#endif // SENDER_H

sender.cpp

#include "sender.h"
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

Sender::Sender(QObject* parent) : QObject(parent) {

}

void Sender::emitsig(const QString& str, const int& ci)
{
    qDebug() << "sender signal thread id is: " << QThread::currentThreadId()
             << str << ci;
    emit sig(str, ci);
}

接收者

recver.h

#ifndef RECVER_H
#define RECVER_H

#include <QObject>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

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

public slots :
    void slot(const QString& str, const int& ci);
};

#endif // RECVER_H

recver.cpp

#include "recver.h"
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

Recver::Recver(QObject *parent)
    : QObject{parent}
{

}

void Recver::slot(const QString& str, const int& ci) {
    qDebug() << "recver slot thread id is: " << QThread::currentThreadId()
             << str << ci;
}

main函数

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

#include "sender.h"
#include "recver.h"
#include "mythread.h"

/*
// QObject::connect函数的第五个参数：
    Qt::AutoConnection：自动连接，发送者和接受者在同一个线程时等同于Qt::DirectConnection，不同线程等同于Qt::QueuedConnection
    Qt::DirectConnection：直接调用连接，槽函数在接受者所依附线程执行。
    Qt::QueuedConnection：异步调用连接，槽函数在发送信号的线程执行。异步连接的时候，信号是由接收者所在的线程的事件处理机制来处理的，如果接收者所在的线程没有事件处理的话，这个信号就不会被处理
    Qt::BlockingQueuedConnection：阻塞连接调用，发送者和接收者在同一线程时会死锁
    Qt::UniqueConnection：防止信号和槽重复连接
    Qt::SingleShotConnection：信号和槽函数仅只需单次连接，槽函数执行后连接会自动断开
*/

/*
// Qt4和Qt5都适用的连接方式，注意：此方式是在Q5上可能会导致槽函数不被调用，此时可尝试使用Qt5新的连接方式
QObject::connect(&sender, SIGNAL(sig()), &recver, SLOT(slot()), Qt::DirectConnection);
QObject::connect(&sender, SIGNAL(sig()), &recver, SLOT(slot()), Qt::QueuedConnection);
//QObject::connect(&sender, SIGNAL(sig()), &recver, SLOT(slot()), Qt::BlockingQueuedConnection);
QObject::connect(&sender, SIGNAL(sig()), &recver, SLOT(slot()), Qt::UniqueConnection);
QObject::connect(&sender, SIGNAL(sig()), &recver, SLOT(slot()), Qt::SingleShotConnection);
*/

/*
// Qt5最新的连接方式
QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot, Qt::DirectConnection);
QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot, Qt::QueuedConnection);
// 发送者和接收者在同一个线程，将会死锁
//QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot, Qt::BlockingQueuedConnection);
//QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot, Qt::UniqueConnection);
QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot, Qt::SingleShotConnection);
*/

// 主线程获取
/*
QCoreApplication::instance()->thread();
*/

/*
// 关于Qt线程的使用说明
在Qt4.3(包括)之前，run 是虚函数，必须子类化QThread来实现run函数。
而从Qt4.4开始，qthreads-no-longer-abstract，run 默认调用 QThread::exec() 。这样一来不需要子类化 QThread 了，只需要子类化一个 QObject就够了
QThread中run对于线程的作用相当于main函数对于应用程序。它是线程的入口，run的开始和结束意味着线程的开始和结束。
QThread所依附的线程，就是创建线程的线程。
QThread管理的线程，就是run中创建的线程。
*/

// 连接多次，发送信号槽函数也会多次触发
void test1() {
    Sender sender;
    Recver recver;

    QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot);
    QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot);

    qDebug() << "call first";
    sender.emitsig("fist", 110);

    qDebug() << "call second";
    sender.emitsig("second", 220);

    qDebug() << "call third";
    sender.emitsig("third", 330);
}

// 接受对象虽然是线程对象，但是槽函数却在发送对象所在线程对象执行，因为接收者依附于发送对象所在线程
/*
QThread中slot和run函数共同操作的对象，都会用QMutex锁住是因为slot和run处于不同线程，需要线程间的同步。
*/
void test2() {
    Sender sender;
    Mythread mythread;

    // Mythread构造函数中去掉moveToThread(this);,槽函数将在主线程执行，加上moveToThread(this)槽函数将在子线程执行
    // 加上moveToThread(this)后连接方式修改为Qt::DirectConnection，槽函数在主线程中执行
    QObject::connect(&sender, SIGNAL(sig(const QString&, const int&)), &mythread, SLOT(slot_main(const QString&, const int&)));
    mythread.start();
    sender.emitsig("mythread", 440);
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug() << "main thead id is : " << QThread::currentThreadId();
    //std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;

    Sender sender;
    Recver recver;

    QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot);
    sender.emitsig("fist", 110);

    return a.exec();
}

运行效果：

可以看到槽函数在信号发送者所在线程（主线程）中执行。

2.3 槽函数不在发送者所在线程执行

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

#include "sender.h"
#include "recver.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug() << "main thead id is : " << QThread::currentThreadId();
    //std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;

    Sender sender;
    Recver recver;

    QObject::connect(&sender, &Sender::sig, &recver, &Recver::slot);
    QThread thread;
    recver.moveToThread(&thread);
    thread.start();
    sender.emitsig("fist", 110);

    return a.exec();
}

运行效果：

代码中创建一个子线程对象，并将接收者移动到子线程，槽函数在子线程中执行。

3. 发送者和接收者在不同线程创建

3.1 槽函数在接收者所在线程执行

mythread.h

#ifndef MYTHRED_H
#define MYTHRED_H

#include <QThread >

class Mythread : public QThread
{
Q_OBJECT

public:
    Mythread(QObject* parent = 0);

public slots:
    void slot_main(const QString& str, const int& ci);

protected:
    void run();
};

#endif // MYTHRED_H

mythread.cpp

#include "mythread.h"
#include <QDebug>
#include "sender.h"

Mythread::Mythread(QObject* parent) : QThread(parent)
{
    //moveToThread(this);
}

void Mythread::slot_main(const QString& str, const int& ci) {
    qDebug() << "mythread slot_main: " << currentThreadId() << str << ci;
}

void Mythread::run() {
    qDebug() << "mythread thread: " << currentThreadId();
    Sender sender;
    connect(&sender, SIGNAL(sig(const QString&, const int&)), this, SLOT(slot_main(const QString&, const int&)));
    sender.emitsig("thread", 220);
    exec();
}

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

#include "sender.h"
#include "recver.h"
#include "mythread.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug() << "main thead id is : " << QThread::currentThreadId();
    //std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;

    Mythread mythread;
    mythread.start();

    return a.exec();
}

运行效果如下：

如上显示在子线程发送信号，槽函数却在主线程中执行，因为接收者mythread是在主线程中创建。

3.2 槽函数在发送者所在线程执行

mythread.cpp

#include "mythread.h"
#include <QDebug>
#include "sender.h"

Mythread::Mythread(QObject* parent) : QThread(parent)
{
    moveToThread(this);
}

void Mythread::slot_main(const QString& str, const int& ci) {
    qDebug() << "mythread slot_main: " << currentThreadId() << str << ci;
}

void Mythread::run() {
    qDebug() << "mythread thread: " << currentThreadId();
    Sender sender;
    connect(&sender, SIGNAL(sig(const QString&, const int&)), this, SLOT(slot_main(const QString&, const int&)));
    sender.emitsig("thread", 220);
    exec();
}

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

#include "sender.h"
#include "recver.h"
#include "mythread.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug() << "main thead id is : " << QThread::currentThreadId();
    //std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;

    Mythread mythread;
    mythread.start();

    return a.exec();
}

运行效果：

      将信号接收者构造函数//moveToThread(this);的注释放开，槽函数在子线程中执行。尽管接收者在主线程中被创建。

如果构造函数注释moveToThread(this);，connect第五个参数修改为Qt::DirectConnection，槽函数也可以在子线程中执行，如下：

connect(&sender, SIGNAL(sig(const QString&, const int&)), this, SLOT(slot_main(const QString&, const int&)), Qt::DirectConnection);

mythread.cpp

#include "mythread.h"
#include <QDebug>
#include "sender.h"

Mythread::Mythread(QObject* parent) : QThread(parent)
{
    //moveToThread(this);
}

void Mythread::slot_main(const QString& str, const int& ci) {
    qDebug() << "mythread slot_main: " << currentThreadId() << str << ci;
}

void Mythread::run() {
    qDebug() << "mythread thread: " << currentThreadId();
    Sender sender;
    connect(&sender, SIGNAL(sig(const QString&, const int&)), this, SLOT(slot_main(const QString&, const int&)), Qt::DirectConnection);
    sender.emitsig("thread", 220);
    exec();
}

信号发送者在子线程，槽函数也在子线程中执行。

4.发送者所在线程和发送信号线程的区别

       有很多人分不清发送者所在线程和发送信号的线程，在此做一下区分说明。发送者所在线程指的是构造发送者对象所在的线程，发送信号线程指的是发送信号所在的线程，即调用emit所在的线程，有些时候这两个线程并不是一个线程。前面说的槽函数在发送者所在线程执行指的是在发送者所在线程，而不是发送信号的线程。如下代码：

mythread.h

#ifndef MYTHRED_H
#define MYTHRED_H

#include <QThread>
#include "sender.h"

class Mythread : public QThread
{
Q_OBJECT

public:
    Mythread(QObject* parent = 0);
    Mythread(Sender* sender);


public slots:
    void slot_main(const QString& str, const int& ci);

protected:
    void run();

private:
    Sender* m_sender;
};

#endif // MYTHRED_H

mythread.cpp

#include "mythread.h"
#include <QDebug>

Mythread::Mythread(QObject* parent) : QThread(parent)
{
    //moveToThread(this);
    m_sender = nullptr;
}

Mythread::Mythread(Sender* sender) {
    //moveToThread(this);
    m_sender = sender;
}

void Mythread::slot_main(const QString& str, const int& ci) {
    qDebug() << "mythread slot_main: " << currentThreadId() << str << ci;
}

void Mythread::run() {
    qDebug() << "mythread thread: " << currentThreadId();
    if (m_sender) {
        connect(m_sender, SIGNAL(sig(const QString&, const int&)), this, SLOT(slot_main(const QString&, const int&)));
        m_sender->emitsig("thread", 220);
    }
    exec();
}

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <iostream>
#include <thread>
#include <QObject>

#include "sender.h"
#include "recver.h"
#include "mythread.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qDebug() << "main thead id is : " << QThread::currentThreadId();
    //std::cout << std::this_thread::get_id() << std::endl;

    Sender sender;
    Mythread mythread(&sender);
    mythread.start();

    return a.exec();
}

运行效果如下：

       如上，发送者对象在主线程创建，在子线程中发送信号，槽函数是在主线程中执行，而并非在子线程中执行。

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