Qt线程池+生产者消费者模型

简介: Qt线程池+生产者消费者模型

1、模板类queue,包含头文件<queue>中,是一个FIFO队列。

queue.push():在队列尾巴增加数据

queue.pop():移除队列头部数据

queue.font():获取队列头部数据的引用

...

2、Qt库的线程池,QThreadPool

QThreadPool.setMaxThreadCount():设置线程池最大线程数

QThreadPool.start(new QRunnable(..)):开启线程池调用QRunnable

3、QRunnable执行任务

void run();//重写虚函数,在里面消费任务队列

setAutoDelete(true)//默认就是true,消费结束自动回收内存

4、代码

run.h

#ifndef RUN_H
#define RUN_H

#include <QObject>
#include <QRunnable>
#include <string>
#include <iostream>

struct MyString
{
    std::string valueStr;
};

class Run : public QObject , public QRunnable
{
    Q_OBJECT
public:
    Run() = default;
    Run(const MyString& myString);
protected:
    ~Run() = default;
    void run();
signals:

public slots:

private:
    MyString myString;
};

#endif // RUN_H说明:MyString结构体代替实际项目中的任务,Run接口的run纯虚函数用来消费分配来的MyString

run.cpp

#include "run.h"
#include <QThread>
#include <QDebug>
Run::Run(const MyString &myString)
{
    this->myString = myString;
    //this->setAutoDelete(true);//默认就是true
}

void Run::run()
{
    //std::cout << "value:" << this->myString.valueStr <<";调用线程ID为:" << QThread::currentThread() << std::endl;
    qDebug() << "value:" << QString::fromStdString(myString.valueStr) << "thread:" << QThread::currentThreadId();
    QThread::msleep(100);
}说明:不使用cout打印是因为,cout打印不是原子操作,可能多个字符串被杂糅在一起打印;qDebug不会,应该底层加了锁

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include "run.h"
#include <queue>
#include <mutex>
#include <QThreadPool>
#include <thread>
using namespace std;
queue<MyString> myList;
mutex myMutex;
volatile bool addThreadIsEnd = false;
void makeListThread();
int main(int argc, char *argv[])
{   
    QCoreApplication a(argc, argv);
    cout << "begin main" << endl;
    thread addThread(makeListThread);
    addThread.detach();
    cout << "begin addThread" << endl;
    QThreadPool tp;
    tp.setMaxThreadCount(20);
    cout << "begin threadPool" << endl;
    while(true)
    {
        if(!myList.empty())
        {
            MyString tempMyString = myList.front();
            tp.start(new Run(tempMyString));
            myMutex.lock();
            myList.pop();
            myMutex.unlock();
        }
        else
        {
            if(addThreadIsEnd)
            {
                break;
            }
            else
            {
                QThread::msleep(10);
            }
        }
    }
    cout << "end main,list size:" << myList.size() << endl;
    return a.exec();
}

void makeListThread()
{
    string a;
    MyString tempMyString;
    for(int i=0;i<10000;i++)
    {
        QThread::msleep(0);
        a = to_string(i);
        tempMyString.valueStr = a;
        myMutex.lock();
        myList.push(tempMyString);
        myMutex.unlock();
    }
    addThreadIsEnd = true;
    cout << "end addThread" << endl;
}

5、模型

image.png

6、Qt多线程(QThread)

Qt多线程是指在Qt框架中使用线程(Thread)来实现并发执行的技术。Qt提供了一套完整的多线程支持,使得开发者能够创建和管理线程,以提高应用程序的性能和响应性。以下是一些关键的技术点:

1. QThread 类:

  - Qt中的线程是通过继承自QThread的类来实现的。

  - 使用QThread可以创建线程,启动线程执行,以及控制线程的运行。


2. 事件循环:

  - 每个线程可以有自己的事件循环,通过QThread::exec()启动。

  - 事件循环允许线程接收和处理事件,例如定时器事件、信号等。


3. 线程安全:

  - 多线程编程中,线程安全是一个重要的考虑因素。

  - Qt提供了多种机制来确保线程安全,例如QMutex、QReadWriteLock、QSemaphore等。


4. 信号和槽:

  - Qt的信号和槽机制支持跨线程通信。

  - 使用Qt::QueuedConnection可以安全地在不同线程之间传递信号和槽。


5. 局部对象:

  - 在线程中创建的局部对象,如QMutexLocker,可以自动管理锁的获取和释放。


6. 线程池:

  - Qt提供了QThreadPool,用于管理一组可重用的线程。

  - 线程池可以提高资源利用率,避免频繁创建和销毁线程。


7. 线程间数据共享:

  - 使用QSharedMemory可以安全地在线程间共享数据。

  - 共享内存需要正确的同步机制来避免竞态条件。


8. 线程间同步:

  - 使用QWaitCondition可以等待某个条件成立。

  - 结合QMutex使用,可以实现线程间的同步。


9. 线程生命周期管理:

  - 通过QThread::quit()和QThread::terminate()可以控制线程的退出。

  - 使用QThread::finished()信号可以知道线程何时结束。


10. 线程优先级:

   - 可以通过QThread::setPriority()设置线程的优先级。


11. 线程局部存储:

   - 使用QThreadStorage可以为每个线程创建独立的局部存储。


12. 线程安全的数据容器:

   - Qt提供了线程安全的数据容器,如QQueue、QStack、QLinkedList等。


13. 线程的创建和销毁:

   - 线程的创建通过QThread的构造函数和start()方法。

   - 线程的销毁需要确保线程已经安全退出,可以通过wait()方法等待线程结束。


14. 线程的异常处理:

   - 需要考虑线程中的异常处理,确保线程异常不会影响整个应用程序的稳定性。


15. 线程的调试和诊断:

   - 使用Qt的调试工具和日志系统可以帮助诊断多线程程序中的问题。

使用Qt进行多线程编程时,需要仔细设计线程的创建、同步、通信和销毁过程,以确保程序的稳定性和效率。同时,要注意避免常见的多线程问题,如死锁、竞态条件等。

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