35.QT-多線程_ZenDei技術網路在線

程式和進程的區別進程是動態的，程式是靜態的進程是暫時的，程式是永久的, 進程是通過程式運行時得到的程式是一個數據文件,進程是記憶體中動態的運行實體,用來存儲數據段,代碼段,指針等程式和進程的關係一個程式可能對應多個進程一個進程可能包含多個程式,比如一個程式依賴多個其它動態庫時進程和線程的 ...

程式和進程的區別

進程是動態的，程式是靜態的
進程是暫時的，程式是永久的, 進程是通過程式運行時得到的
程式是一個數據文件,進程是記憶體中動態的運行實體,用來存儲數據段,代碼段,指針等

程式和進程的關係

一個程式可能對應多個進程
一個進程可能包含多個程式,比如一個程式依賴多個其它動態庫時

進程和線程的關係

進程是操作系統資源分配的基本單位
線程是操作系統調度執行的基本單位
每個進程包含了1個至多個線程,並且每個線程都可以共用進程的資源
線程也是CPU調度和分派的基本單位,它是比進程更小的能獨立運行的基本單位.
線程不能脫離進程進行單獨存在,只能依賴於進程進程
在任意線程里都可以創建和撤銷其它的線程
一個線程死掉就等於整個進程死掉，所以多進程的程式要比多線程的程式健壯,缺點在於進程切換時,效率變差

比如,當下載多個文件時,該下載相關的進程就會創建多個線程,每個線程負責下載一個文件

QT中的多線程編程
QT中的線程是以對象的形式(繼承於QThread類)存在的
其中QThread類常用成員函數有:

void run ();
//線程體函數,需要用戶自定義該函數執行的內容,內容里也可以使用exec()實現事件迴圈
void finished () [signal]
//信號成員函數,表示該線程執行完成,已經在run()函數中return了

void start()[slot]
//啟動函數,將會執行run()函數,並且發射信號started()
void started () [signal]
//信號成員函數,表示該線程已啟動
void terminate() [slot]
//強制結束正在進行的線程(不推薦,因為不會考慮資源釋放), 並且發射信號terminated ()
void quit()
//告訴線程事件迴圈退出，返回0表示成功，相當於調用了QThread::exit(0)。

void QThread::terminated () [signal]
//信號成員函數,表示該線程已停止
sleep ( unsigned long secs )、msleep()、usleep()、
//休眠當前線程秒,毫秒,微妙

void setPriority(Priority priority);
//設置正在運行的線程優先順序,必須在調用start()啟動線程之後設置才有用
bool isFinished() const 
//線程是否結束
bool isRunning() const 
//線程是否正在運行

bool wait ( unsigned long time = ULONG_MAX );
//阻塞等待線程執行結束,如果time(單位毫秒)時間結束,線程還未結束,則返回false,否則返回true,如果time= ULONG_MAX,則表示一直等待

多線程示例

class MyThread : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        qDebug()<<this->objectName()<<" priority:"<<this->priority();
      for(int i=0;i<3;i++)
     {
        qDebug()<<this->objectName()<<":"<<i;
        sleep(1);
     }
    }
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc,argv);
   MyThread t1;
   t1.setObjectName("t1");
   t1.start();
   t1.setPriority(QThread::HighPriority);
   MyThread t2;
   t2.setObjectName("t2");
   t2.start();
   return a.exec();
}

列印:

"t1" priority: 4 
"t1" : 0 
"t2" priority: 7 
"t2" : 0 
"t1" : 1 
"t2" : 1 
"t2" : 2 
"t1" : 2

多線程-終止示例
在多線程里,一般都是自定義結束函數來結束進程,示例如下:

class Sample : public QThread
{
protected:
    volatile bool m_toStop;

    void run()
    {
        qDebug() << objectName() << " : begin";

        int* p = new int[10000];

        for(int i=0; !m_toStop && (i<10); i++)
        {
            qDebug() << objectName() << " : " << i;

            p[i] = i * i * i;

            msleep(500);
        }

        delete[] p;

        qDebug() << objectName() << " : end";
   }
public:
    Sample()
    {
        m_toStop = false;
    }

    void stop()
    {
        m_toStop = true;
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    qDebug() << "main begin";

    Sample t;

    t.setObjectName("t");

    t.start();

    for(int i=0; i<100000; i++)
    {
        for(int j=0; j<10000; j++)
        {

        }
    } 
    t.stop(); 
    qDebug() << "main end";
    
    return a.exec();
}

多線程的同步
多個線程執行時,有可能某個線程會需要等到另一個線程的結果才能執行,可以通wait()成員函數實現,等待另一個線程完成,如下圖所示:

多線程的互斥QMutex
當一個全局的共有資源被多個線程同時調用時,則稱該資源為臨界資源,並且該資源需要使用QMutex互斥類,來保證線程間的互斥,避免同一時刻訪問臨界資源而出現意想不到的問題.
其中QMutex中關鍵成員函數如下:

void lock();
//獲取鎖,如果鎖已經被其它線程獲取,則將會阻塞並While等待鎖釋放
bool tryLock ();
//嘗試獲取鎖, 如果獲得了鎖，該函數返回true,如果另一個線程鎖定了互斥鎖，則該函數立即返回false。
void unlock();
//釋放鎖

示例:

QString g_res="";
QMutex  g_mutex;
class AddThread : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while(1)
        {
            g_mutex.lock();
            g_res.append("1");
            qDebug()<<"AddThread :"<<g_res;
            g_mutex.unlock();
            msleep(1);
        }
    }
};
class MinusThread : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while(1)
        {
           g_mutex.lock();
            if(g_res!="")
            {
             g_res.remove(0,1);
             qDebug()<<"MinusThread :"<<g_res;
            }
            g_mutex.unlock();
            msleep(1);
        }
    }
};
int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc,argv);
    AddThread t1;
    MinusThread t2;
    t1.start();
    t2.start();
    return a.exec();
}

如果有多個不同的臨界資源時,比如: g_res1, g_res2, g_res3...g_resn
則對應的線程鎖也同樣需要分配相同序號: g_mutex1, g_mutex2, g_mute3...g_mutexn
註意:如果多個不同的臨界資源只對應一個線程鎖的話,則會降低併發效率

多線程的信號量QSemaphore
信號量是特殊的線程鎖,內部通過一個資源值,來使得N個線程可以同時訪問臨界資源
其中QSemaphore中關鍵成員函數如下:

void acquire ( int n = 1 );
// 試圖獲取由信號量保護的n個資源。如果n是不可用的，這個調用將阻塞，直到有足夠的資源可用為止。
void tryAcquire ( int n = 1 );
//嘗試獲取由信號量保護的n個資源，併在成功時返回true。如果不可用，這個調用立即返回false，並不需要獲得任何資源。
int available () ;
//返回信號量當前可用的資源數量

void release ( int n = 1 );
//釋放由信號量保護的n個資源。

示例:

QSemaphore sem(5); // sem.available() == 5

sem.acquire(3); // sem.available() == 2
sem.acquire(2); // sem.available() == 0
sem.release(5); // sem.available() == 5
sem.release(5); // sem.available() == 10

sem.tryAcquire(1); // sem.available() == 9, returns true
sem.tryAcquire(250); // sem.available() == 9, returns false