1.2 多线程的创建和管理

Qt通过3种形式提供对线程的支持，分别是平台无关的线程类、线程安全的事件投递、跨线程的信号槽连接。

Qt中主要的线程类如下。

● QThread：提供跨平台的多线程解决方案。

● QThreadStorage：提供逐线程数据存储。

● QMutex：提供相互排斥的锁或互斥量。

● QMutexLocker：辅助类，可自动对 QMutex 加锁与解锁。

● QReadWriteLock：提供可以同时读写操作的锁。

● QReadLocker与QWriteLocker：自动对QReadWriteLock 加锁与解锁。

● QSemaphore：提供整型信号量，是互斥量的泛化。

● QWaitCondition：线程在被其他线程唤醒之前一直休眠。

QThread是Qt线程中的一个公共的抽象类，所有的线程类都是从QThread抽象类中派生的。需要实现QThread中的虚函数run，可通过start函数来调用run函数。在默认情况下，QThread::run会启动一个事件循环（QEventLoop::exec）。线程相关的函数如下。

● void run：线程体函数，用于定义线程的功能。

● void start：启动函数，用于将线程入口地址设置为run函数。

● void terminate：用于强制结束线程，不保证数据完整性和资源释放。

QCoreApplication::exec总是在主线程（执行main的线程）中被调用，不能从一个QThread中调用。在图形用户界面（GUI）程序中，主线程也称为GUI线程，是唯一允许执行GUI相关操作的线程。另外，必须在创建一个QThread前创建QApplication（或QCoreApplication）对象。

当线程启动和结束时，QThread会发送信号started和finished，可以使用isFinished和isRunning来查询线程的状态。

通过静态函数currentThreadId和currentThread返回当前正在执行的线程的标识，前者返回线程的ID，后者返回一个线程指针。

如果要设置线程的名称，可以在启动线程之前调用setObjectName。如果不调用setObjectName函数，那么线程的名称将是线程对象的运行时类型（QThread子类的类名）。

在新的线程中使用QThread类执行代码可通过以下几种方式。

1．继承QThread类

重写QThread的void run函数，在重写的函数中添加需要执行的代码。在以下代码中，NewThread类通过继承QThread类，重写run函数，实现一个新的线程。

  #include <QThread>
class NewThread : public QThread
{
public:
explicit NewThread(QObject *parent = 0);
protected:
void run()
{
// 具体语句
}

2．使用 QThread::create

使用 QThread::create（要求Qt版本至少为Qt 5.10）直接创建一个QThread对象，它可接收一个函数类型的参数，当调用QThread::start时会在新的线程中执行此函数。以下代码为使用QThread::create函数的示例。

  void function()
{
//具体语句
}
QThread *new_thread = QThread::create(function);
new_thread->start();

3．直接创建一个QThread对象

直接创建一个QThread对象，将一个QObject对象移动到此线程，则使用QMetaObject :: invokeMethod调用此对象的槽函数就会在新的线程中执行。以下代码为使用moveToThread的示例。

  class Object : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit Object(QObject *parent = nullptr);
public slots:
void function() {
//具体语句
}
};
QThread *new_thread = new QThread();
Object *object = new Object();
object->moveToThread(new_thread);//将对象交给线程
new_thread->start();
QMetaObject::invokeMethod(object, "function");

QRunnable类可以和QThreadPool（线程池）配合使用。和QThread的第一种使用方法类似，开发者也需要通过继承并重写QRunnable::run函数，从而在新的线程中执行代码。以下代码为使用QRunnable的示例。

  class Runnable : public QRunnable
{
public:
void run() override
{
//具体语句
}
};
QRunnable *runnable = new Runnable();
runnable->setAutoDelete(runnable);
QThreadPool::globalInstance()->start(runnable);

QtConcurrent类是基于QRunnable封装的上层接口，可以很方便地在一个新的线程中执行一个函数，也可以和QThreadPool配合使用，以满足更灵活的功能需求。以下代码为使用QtConcurrent的示例。

  void function()
{
//具体语句
}
QtConcurrent::run(function);