Qt线程池QThreadPool使用示例

news2024/9/22 19:29:09

前言

线程池顾名思义就是同时管理多个线程的"池子"，它是一种并发处理技术，在程序中使用线程池能够提高线程的使用效率，提高程序的稳定性。本文从线程池的实现原理开始，介绍了QT框架里的线程池QThreadPool，并提供一个使用示例。

1.线程池原理介绍

线程池的实现思路大致是这样的，在程序启动时创建一定数量的线程交给线程池管理，它通过一个任务队列来给各个线程分配任务。当需要使用线程处理一些任务时，就把这些任务扔给线程池，让线程池决定这些任务由哪个线程执行。当空闲线程多的时候，线程池可以自动销毁空闲的线程，当线程不够用时线程池也能自动创建新的线程来执行任务。当然了，通常我们会对线程池设置一个最大线程数量。
使用线程池有以下几个好处：

提高程序效率：由于线程池中已经预先创建了一定数量的线程，因此无需每次都创建和销毁线程，从而降低了系统开销。
提高响应速度：任务可以很快地分配给线程处理，从而提高了程序的响应速度。
提高稳定性：使用线程池可以有效地控制系统资源的使用，避免了过度占用系统资源导致系统崩溃或死锁的风险。
提高可扩展性：线程池的大小可以动态调整，可以根据需要增加或减少线程数量，从而满足不同工作负载的需求。

在这里插入图片描述

2.QThreadPool详细介绍

QThreadPool是一个用于管理线程池的Qt类，它通过管理和复用QThread线程对象来减少线程频繁创建销毁所带来的系统资源消耗。每个Qt应用程序都有一个全局的线程池对象，我们可以通过QThreadPool::globalInstance()单例方法获取。

要使用线程池必须将任务类继承自QRunnable，并实现虚函数run()，例如：

class TaskOne : public QRunnable
{
    void run() override
    {
        qDebug() << "Hello world from thread" << 		QThread::currentThread();
    }
};

TaskOne *task = new TaskOne();
// 默认情况下task归线程池所有，并在执行结束后自动删除。
QThreadPool::globalInstance()->start(task);

反复执行同一个任务

task可以反复执行，前提是在调用QThreadPool::start()函数之前，调用task->setAutoDelete(false),这样task任务执行完后就不会被QThreadPool删除。

设置线程过期时间

QThreadPool中的线程有个默认的过期时间30s，过期后线程会自动退出直到线程的start函数被再次调用。通过调用setExpiryTimeout()设置过期时间，如果设置一个负值，则线程永不过期。

线程数量信息

我们通过调用maxThreadCount()获取线程池中能使用的最大线程数量，该值可以通过setMaxThreadCount()来设置。调用 activeThreadCount()函数获取正在工作的线程数量。

3.QThreadPool示例

下面是一个简单的的QThreadPool应用示例。

#include <QRunnable>
#include <QThreadPool>
#include <QDebug>

class MyTask : public QRunnable {
public:
    MyTask(int id) : id(id) {}

    void run() override {
        qDebug() << "Starting task " << id;
        // Do some work
        qDebug() << "Finished task " << id;
    }

private:
    int id;
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(4);
    for (int i = 0; i < 10; ++i) {
        auto task = new MyTask(i);
        QThreadPool::globalInstance()->start(task);
    }
    QThreadPool::globalInstance()->waitForDone();
    return 0;
}