QThread与QWidget使用

本文主要内容：

在任务一中，用四种方式实现：点击界面按钮，开线程运行一段程序，结果显示在一个Label上。
1. 用不正确的方式得到看似正确的结果
2. 用Qt Manual 和例子中使用的方法
3. 用一种好用但被Qt开发人员批判的方法
4. 用一种被开发人员强烈推荐，但Qt Manual和例子中只字未提的方法

为了简单起见，本文只讲如何做及其结果是什么，而不讲其原因是什么（估计大家对原因也不会感兴趣，详见： QThread 使用探讨和 QThread使用方法）。
本文只考虑两个线程（即主线程和一个次线程）的情况。

QWidget

QWidget及其派生类均不能在次线程中使用或创建

Manual 中的原话：

The GUI classes, notably QWidget and all its subclasses, are not reentrant. They can only be used from the main thread.
因为不允许，所以尝试这么做的，几乎很快都能回头。毕竟signals和slots用起来确实蛮方便
但是，回头后，就理解和用对 QThread 了么？

QThread

概念一：QThread 对象本身所依附的线程和它管理的线程不是同一个线程。

前者是主线程
后者是次线程

概念二：你在QThread派生类中定义的槽是在主线程而不是在次线程中执行的。

run 函数是线程的入口点，run内的代码才是在次线程中运行的代码

概念三：除了Manual和Qt例子中给出的用法外，QThread有一种更容易且被推荐的使用方法：

QThread 应该被看做是操作系统线程的接口或控制点，而不应该包含需要在新线程中运行的代码
需要运行的代码应该放到一个QObject的子类中，然后将该子类的对象moveToThread到新线程中。

关于本文的例子

为了代码简单，所有例子都是单一的源文件，保存为 main.cpp
- 你从代码中包含的 #include“main.moc”应该能看出
为了省几行代码，头文件都是直接包含 QtCore 和 QtGui。
为了清楚告诉大家槽函数分别是在那个线程运行的，调用了几处 currentThreadId 函数
- main 函数中输出主线程IDqDebug()<<"main: "<<QThread::currentThreadId();
- run 函数中输出次线程IDqDebug()<<"thread: "<<currentThreadId();
- 槽函数中输出其在哪个线程中执行qDebug()<<"slots1: "<<currentThreadId();
因为用了qDebug，所以你的pro文件内最好加上 CONFIG+=console
同样为了省代码，例子中未考虑线程如何正常结束的问题。

任务一

点击界面按钮，开线程运行一段程序，结果显示在一个Label上。

定义一个Widget，上面放置 QPushButton 和 QLabel
定义一个Thread，执行我们的代码，然后通知 Widget

第一次尝试

很容易想到方法，代码可以工作，结果正确。但 ... 未必和你想得一样

Thread 中定义一个slot1函数，接受数据，计算其立方，然后将结果通过信号发出
Widget 中按钮每点击一次，发出的数据加1，用label接受Thread的信号

#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，但看看控制台输出呢？

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

这儿明确告诉你，slot1 是在主线程中执行的。

尝试二

我们试试 Qt Manual和 Qt 例子中采用的解决方案。

槽函数不是在主线程运行么，而run函数不是次线程么？那么我们就：

在槽函数中做个标记
在run函数中根据标记进行运行

这样以来，尽管槽函数在仍在主线程，但费时的计算代码都在次线程了。

对Thread的类的改造如下(程序其他部分和 尝试一 完全一样)：

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，因为 slot 函数在主线程中，而run函数在次线程中，所以二者需要 QMutex 实现对变量的安全访问。如果你认真看过Qt自带的例子，会发现它始终强调 QMutex 的使用。

尝试三

尝试二是"正统"的做法，但如过你用Google搜索过。那么你可能不会选择尝试二，而是会使用下面的方法（其他部分和尝试一 完全一样）

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

这样以来，slot函数确实是在次线程工作的，看看控制台输出

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

很有意思？不是么，一条 moveToThread(this)，移动到自己。然后问题解决了。

因为前面说了，QThread 所依附线程和它管理的线程不是同一个。
这样，其实将自己所依附的线程改为自己所管理的线程了。

o(∩∩)o...哈哈，不要太高兴哦，这个方法看起来比较舒服，但是它是被官方人员强烈批判的用法

尝试四

终于到我想写的代码了，这是Qt线程的开发者建议的使用方式，但很可惜。直到目前(Qt4.7.0)，手册和例子中对此都只字为提。

我们不子类话QThread了，我们只需要子类话一个QObject，然后将其move到QThread就行了，看代码：
不用子类化QThrad了，我们只需要子类话一个 QObject，需要在次线程中工作的代码，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);
};

因为没有Thread类了，只有Worker类，Widget代码需做点改动

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 函数还是和尝试一完全一样

控制台输出结果如下

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

一共两个线程，且二者id不同，说明slot在次线程中

恩。这篇文字似乎又不短了，看来任务二要另起一篇了。