QT 多线程程序设计
QT通过三种形式提供了对线程的支持。它们分别是，一、平台无关的线程类，二、线程安全的事件投递，三、跨线程的信号-槽连接。这使得开发轻巧的多线程Qt程序更为容易，并能充分利用多处理器机器的优势。多线程编程也是一个有用的模式，它用于解决执行较长时间的操作而不至于用户界面失去响应。在Qt的早期版本中，在构建库时有不选择线程支持的选项，从4.0开始，线程总是有效的。 线程类
Qt 包含下面一些线程相关的类： QThread 提供了开始一个新线程的方法 QThreadStorage 提供逐线程数据存储 QMutex 提供相互排斥的锁，或互斥量
QMutexLocker 是一个便利类，它可以自动对QMutex加锁与解锁 QReadWriterLock 提供了一个可以同时读操作的锁
QReadLocker与QWriteLocker 是便利类，它自动对QReadWriteLock加锁与解锁 QSemaphore 提供了一个整型信号量，是互斥量的泛化
QWaitCondition 提供了一种方法，使得线程可以在被另外线程唤醒之前一直休眠。
创建一个线程
为创建一个线程，子类化QThread并且重写它的run()函数，例如：
class MyThread : public QThread {
Q_OBJECT protected:
void run(); };
void MyThread::run() {
... }
之后，创建这个线程对象的实例，调用QThread::start()。于是，在run()里出现的代码将会在另外线程中被执行。
注意：QCoreApplication::exec()必须总是在主线程(执行main()的那个线程)中被调用，不能从一个QThread中调用。在GUI程序中，主线程也被称为GUI线程，因为它是唯一一个允许执行GUI相关操作的线程。另外，你必须在创建一个QThread之前创建QApplication(or QCoreApplication)对象。 线程同步
QMutex, QReadWriteLock, QSemaphore, QWaitCondition 提供了线程同步的手段。使用线程的主要想法是希望它们可以尽可能并发执行，而一些关键点上线程之间需要停止或等待。例如，假如两个线程试图同时访问同一个全局变量，结果可能不如所愿。
QMutex 提供相互排斥的锁，或互斥量。在一个时刻至多一个线程拥有mutex,假如一个线程试图访问已经被锁定的mutex,那么它将休眠，直到拥有mutex的线程对此mutex解锁。Mutexes常用来保护共享数据访问。
QReadWriterLock 与QMutex相似，除了它对 \访问进行区别对待。它使得多个读者可以共时访问数据。使用QReadWriteLock而不是QMutex，可以使得多线程程序更具有并发性。
QReadWriteLock lock; void ReaderThread::run() {
// ...
lock.lockForRead(); read_file(); lock.unlock(); //... }
void WriterThread::run() {
// ...
lock.lockForWrite(); write_file(); lock.unlock(); // ... }
QSemaphore 是QMutex的一般化，它可以保护一定数量的相同资源，与此相对，一个mutex只保护一个资源。下面例子中，使用QSemaphore来控制对环状缓冲的访问，此缓冲区被生产者线程和消费者线程共享。生产者不断向缓冲写入数据直到缓冲末端，再从头开始。消费者从缓冲不断读取数据。信号量比互斥量有更好的并发性，假如我们用互斥量来控制对缓冲的访问，那么生产者，消费者不能同时访问缓冲。然而，我们知道在同一时刻，不同线程访问缓冲的不同部分并没有什么危害。
const int DataSize = 100000; const int BufferSize = 8192; char buffer[BufferSize];
QSemaphore freeBytes(BufferSize); QSemaphore usedBytes;
class Producer : public QThread {
public:
void run(); };
void Producer::run() {
qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime())); for (int i = 0; i < DataSize; ++i) { freeBytes.acquire();
buffer[i % BufferSize] = \[(int)qrand() % 4]; usedBytes.release(); } }
class Consumer : public QThread {
public:
void run(); };
void Consumer::run() {
for (int i = 0; i < DataSize; ++i) { usedBytes.acquire();
fprintf(stderr, \, buffer[i % BufferSize]); freeBytes.release(); }
fprintf(stderr, \); }
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication app(argc, argv); Producer producer; Consumer consumer; producer.start(); consumer.start(); producer.wait(); consumer.wait(); return 0; }
QWaitCondition 允许线程在某些情况发生时唤醒另外的线程。一个或多个线程可以阻塞等待一QWaitCondition ,用wakeOne()或wakeAll()设置一个条件。wakeOne()随机唤醒一个，wakeAll()唤醒所有。 下面的例子中，生产者首先必须检查缓冲是否已满(numUsedBytes==BufferSize)，如果是，线程停下来等待bufferNotFull条件。如果不是，在缓冲中生产数据，增加numUsedBytes,激活条件 bufferNotEmpty。使用mutex来保护对numUsedBytes的访问。另外，QWaitCondition::wait()接收一个mutex作为参数，这个mutex应该被调用线程初始化为锁定状态。在线程进入休眠状态之前，mutex会被解锁。而当线程被唤醒时，mutex会处于锁定状态,而且，从锁定状态到等待状态的转换是原子操作，这阻止了竞争条件的产
生。当程序开始运行时，只有生产者可以工作。消费者被阻塞等待bufferNotEmpty条件，一旦生产者在缓冲中放入一个字节，bufferNotEmpty条件被激发，消费者线程于是被唤醒。
const int DataSize = 100000; const int BufferSize = 8192; char buffer[BufferSize];
QWaitCondition bufferNotEmpty; QWaitCondition bufferNotFull; QMutex mutex;
int numUsedBytes = 0;
class Producer : public QThread {
public:
void run(); };
void Producer::run() {
qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime())); for (int i = 0; i < DataSize; ++i) { mutex.lock();
if (numUsedBytes == BufferSize) bufferNotFull.wait(&mutex); mutex.unlock();
buffer[i % BufferSize] = \[(int)qrand() % 4]; mutex.lock();
++numUsedBytes;
bufferNotEmpty.wakeAll(); mutex.unlock(); } }
class Consumer : public QThread {
public:
void run(); };
void Consumer::run() {
for (int i = 0; i < DataSize; ++i) { mutex.lock();
if (numUsedBytes == 0)
bufferNotEmpty.wait(&mutex); mutex.unlock();
fprintf(stderr, \, buffer[i % BufferSize]); mutex.lock();
--numUsedBytes;
bufferNotFull.wakeAll(); mutex.unlock(); }
fprintf(stderr, \); }
int main(int argc, char *argv[]) {
QCoreApplication app(argc, argv); Producer producer; Consumer consumer; producer.start(); consumer.start(); producer.wait(); consumer.wait(); return 0; }
可重入与线程安全
在Qt文档中，术语“可重入”与“线程安全”被用来说明一个函数如何用于多线程程序。假如一个类的任何函数在此类的多个不同的实例上，可以被多个线程同时调用，那么这个类被称为是“可重入”的。假如不同的线程作用在同一个实例上仍可以正常工作，那么称之为“线程安全”的。
大多数c++类天生就是可重入的，因为它们典型地仅仅引用成员数据。任何线程可以在类的一个实例上调用这样的成员函数，只要没有别的线程在同一个实例上调用这个成员函数。举例来讲，下面的Counter 类是可重入的：
class Counter {
public:
Counter() {n=0;}
void increment() {++n;} void decrement() {--n;}
int value() const {return n;} private:
int n; };
这个类不是线程安全的，因为假如多个线程都试图修改数据成员 n,结果未定义。这是因为c++中的++和--操作符不是原子操作。实际上，它们会被扩展为三个机器指令： 1，把变量值装入寄存器 2，增加或减少寄存器中的值