Qt的互斥量用法

news2024/10/1 15:42:15

目的

互斥量的概念

互斥量是一个可以处于两态之一的变量:解锁和加锁。这样，只需要一个二进制位表示它，不过实际上，常常使用一个整型量，0表示解锁，而其他所有的值则表示加锁。互斥量使用两个过程。当一个线程(或进程)需要访问临界区时，它调用mutex_lock。如果该互斥量当前是解锁的(即临界区可用)，此调用成功，调用线程可以自由进入该临界区。
另一方面，如果该互斥量已经加锁，调用线程被阻塞，直到在临界区中的线程完成并调用mutex_unlock。如果多个线程被阻塞在该互斥量上，将随机选择一个线程并允许它获得锁。

QMutex的用法

QMutex各QMutexLocker是基于互斥量的线程同步类，QMutex定义的实例是一个互斥量，QMutex主要提供了3个函数。
lock:
锁定互斥量，如果另外一个线程锁定了这个互斥量，它将阻塞执行直到其它线程解锁这个互斥量。
unlock:
解锁一个互斥量，需要与lock()配对使用。
tryLock():
试图锁定一个互斥量，如果成功锁定就返回true,如果其它线程已经锁定了这一个互斥量，就返回false,但不阻塞程序执行。
QMutexLocker:
是另外一个简化的互斥量处理的类。QMutexLocker的构造函数接受一个互斥量作为参数，将其锁定，QMutexLocker的析构函数则将此互斥量解锁。

例子

下面通过实现，两个程序对数量进行累加，演示互斥量的用法：

业务类：

#include "business.h"
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QDateTime>
int Business::s_num = 0;
QMutex Business::s_mutex;
Business::Business(QObject *parent) : QObject(parent)
{
}
int Business::getNum()
{
    return s_num;
}
void Business::addNum()
{
    //qDebug()<<"enter function addNum currentThreadId=" << QThread::currentThreadId()
    //       <<" currentTime="<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
    s_mutex.lock();
    s_num++;
    qDebug()<<"s_num="<<s_num;
    s_mutex.unlock();
    //qDebug()<<"exit function addNum currentThreadId=" << QThread::currentThreadId()
    //       <<" currentTime="<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
}
int Business::slot_getNum()
{
    return this->getNum();
}
void Business::slot_addNum()
{
    this->addNum();
}

线程类

#include "businessInThread.h"
BusinessInThread::BusinessInThread(QObject *parent) : QObject(parent)
{
    m_pWorkerThread = new QThread();
    m_pBusiness = new Business();
    m_pBusiness->moveToThread(m_pWorkerThread);
    connect(m_pWorkerThread, &QThread::finished, m_pBusiness, &QObject::deleteLater);
    connect(this, &BusinessInThread::signal_getNum, m_pBusiness,
            &Business::slot_getNum, Qt::BlockingQueuedConnection);
    connect(this, &BusinessInThread::signal_addNum, m_pBusiness, &Business::slot_addNum);
    m_pWorkerThread->start();
}
BusinessInThread::~BusinessInThread()
{
    m_pWorkerThread->quit();
    m_pWorkerThread->wait();
}
int BusinessInThread::getNum()
{
    return signal_getNum();
}
void BusinessInThread::addNum()
{
     signal_addNum();
}

主程序

#include <QCoreApplication>
#include "businessInThread.h"
int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    BusinessInThread businessInThread1;
    BusinessInThread businessInThread2;
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
       businessInThread1.addNum();
       businessInThread2.addNum();
    }
    return a.exec();
}

运行结果：

在这里插入图片描述

如果去掉锁的话，就会这样：
在这里插入图片描述

QMutextLocker的简化用法

这个函数：

void Business::addNum()
{
    //qDebug()<<"enter function addNum currentThreadId=" << QThread::currentThreadId()
    //       <<" currentTime="<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
    s_mutex.lock();
    s_num++;
    qDebug()<<"s_num="<<s_num;
    s_mutex.unlock();
    //qDebug()<<"exit function addNum currentThreadId=" << QThread::currentThreadId()
    //       <<" currentTime="<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
}

可以简化为：

void Business::addNum()
{
    //qDebug()<<"enter function addNum currentThreadId=" << QThread::currentThreadId()
    //       <<" currentTime="<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
    //s_mutex.lock();
    QMutexLocker Locker(&s_mutex);
    s_num++;
    qDebug()<<"s_num="<<s_num;
    //s_mutex.unlock();
    //qDebug()<<"exit function addNum currentThreadId=" << QThread::currentThreadId()
    //       <<" currentTime="<<QDateTime::currentDateTime().toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss.zzz");
}