Qt之线程同步
在Qt中，线程同步可以使用以下几种方式来实现：
一、互斥锁（QMutex）
互斥锁用于保护共享资源，确保在同一时间只有一个线程能够访问该资源。线程在访问共享资源之前需要获取互斥锁，使用完后再释放互斥锁，以确保同一时间只有一个线程在执行关键代码段。
1.创建QMutex对象：在需要进行线程同步的地方，首先创建一个QMutex对象。
QMutex mutex;
2.获取互斥锁：在访问共享资源之前，线程需要获取互斥锁。使用lock()方法获取互斥锁。如果互斥锁已被其他线程占用，当前线程会被阻塞，直到互斥锁被释放。
mutex.lock();
3.访问共享资源：获取到互斥锁后，线程可以安全地访问共享资源。
// 访问共享资源的代码
4.释放互斥锁：在线程完成对共享资源的访问之后，需要释放互斥锁，以便其他线程可以获取到互斥锁进行访问
mutex.unlock();
完整示例如下:
数据写入线程:
class WriteThread : public QObject { Q_OBJECT public: explicit WriteThread(QQueue<int> *buffer, QMutex *locker); public slots: void on_start_write_thread(); private: QQueue<int> *m_buffer; QMutex *m_locker; };
WriteThread::WriteThread(QQueue<int> *buffer, QMutex *locker):m_buffer(buffer),m_locker(locker) { } void WriteThread::on_start_write_thread() {
int num = 1; while (true) { QThread::msleep(2000); m_locker->lock(); m_buffer->enqueue(num++); m_locker->unlock(); } }
数据读取线程：
class ReadThread : public QObject { Q_OBJECT public: explicit ReadThread(QQueue<int> *buffer, QMutex *locker); public slots: void on_start_read_thread(); private: QQueue<int> *m_buffer; QMutex *m_locker; };
ReadThread::ReadThread(QQueue<int> *buffer, QMutex *locker):m_buffer(buffer),m_locker(locker) { } void ReadThread::on_start_read_thread() { while (true) {
if (m_buffer->isEmpty) {
continue;
}
m_locker->lock();
int num = m_buffer->dequeue();
qDebug() << num;
m_locker->unlock();
}
}
线程执行：
MainWindow::MainWindow(QObject *parent) : QObject(parent) { m_write_thread = new WriteThread(&m_buffer, &m_locker); m_move_write = new QThread(this); m_write_thread->moveToThread(m_move_write); connect(this, &MainWindow::start_write_thread, m_write_thread, &WriteThread::on_start_write_thread); m_read_thread = new ReadThread(&m_buffer, &m_locker); m_move_read = new QThread(this); m_read_thread->moveToThread(m_move_read); connect(this, &MainWindow::start_read_thread, m_read_thread, &ReadThread::on_start_read_thread); } void MainWindow::start_thread() { m_move_write->start(); emit start_write_thread(); m_move_read->start(); emit start_read_thread(); }
二、QReadWriteLock（读写锁）
读写锁是Qt中用于实现读写线程同步的一种机制。它提供了一种更高效的方式来管理对共享资源的读写操作，允许多个线程同时进行读操作，但只允许一个线程进行写操作。
QReadWriteLock的使用步骤如下：
1.创建QReadWriteLock对象：在需要进行读写线程同步的地方，首先创建一个QReadWriteLock对象。
QReadWriteLock rwLock;
2.获取读锁：当线程需要进行读操作时，使用lockForRead()方法获取读锁。多个线程可以同时获取读锁，以进行并发的读操作。
rwLock.lockForRead();
3.进行读操作：获取到读锁后，线程可以安全地进行读操作，访问共享资源
// 进行读操作的代码
4.释放读锁：在读操作完成后，使用unlock()方法释放读锁，允许其他线程获取读锁。
rwLock.unlock();
5.获取写锁：当线程需要进行写操作时，使用lockForWrite()方法获取写锁。写锁是独占的，只允许一个线程获取写锁进行写操作，其他线程需要等待写锁的释放。
rwLock.lockForWrite();
6.进行写操作：获取到写锁后，线程可以安全地进行写操作，修改共享资源。
// 进行写操作的代码
7.释放写锁：在写操作完成后，使用unlock()方法释放写锁，允许其他线程获取读锁或写锁。
rwLock.unlock();
完成示例如下：
将互斥锁换成读写锁即可
void WriteThread::on_start_write_thread() { int num = 1; while (true) { QThread::msleep(2000); m_locker->lockForWrite(); m_buffer->enqueue(num++); m_locker->unlock(); } }
void ReadThread::on_start_read_thread() { while (true) { if (m_buffer->isEmpty()) { continue; } m_locker->lockForRead(); int num = m_buffer->dequeue(); qDebug() << num; m_locker->unlock(); } }
三、QWaitCondition（等待条件）
QWaitCondition是Qt中用于线程同步的一种机制，它允许线程等待特定条件的发生，并在条件满足时被唤醒继续执行。QWaitCondition通常与QMutex一起使用，以提供更复杂的线程同步机制。
QWaitCondition的使用步骤如下：
1.创建QWaitCondition对象：在需要进行线程同步的地方，首先创建一个QWaitCondition对象。
QWaitCondition condition;
2.创建QMutex对象：为了保护条件的读写操作，创建一个QMutex对象。
QMutex mutex;
3.在等待条件的线程中等待：在线程需要等待特定条件的发生时，使用wait()方法使线程进入等待状态。
mutex.lock(); condition.wait(&mutex); mutex.unlock();
在调用wait()方法之前，需要先获取到互斥锁（QMutex）。这样可以确保线程在等待之前能够安全地访问和检查条件。
4.在其他线程中满足条件并唤醒等待线程：当某个条件满足时，通过wakeOne()或wakeAll()方法唤醒等待的线程。
mutex.lock(); condition.wakeOne(); // 或者使用 condition.wakeAll(); mutex.unlock();
完整示例如下：
ReadThread::ReadThread(QQueue<int> *buffer, QMutex *locker, QWaitCondition *wait_condition) :m_buffer(buffer),m_locker(locker),m_wait_condition(wait_condition) { } void ReadThread::on_start_read_thread() { while (true) { m_locker->lock(); //线程进入等待状态。 m_wait_condition->wait(m_locker); //满足等待条件，继续执行 int num = m_buffer->dequeue(); qDebug() << num; m_locker->unlock(); } }
WriteThread::WriteThread(QQueue<int> *buffer, QMutex *locker, QWaitCondition *wait_condition) :m_buffer(buffer),m_locker(locker),m_wait_condition(wait_condition) { } void WriteThread::on_start_write_thread() { int num = 1; while (true) { QThread::msleep(2000); m_locker->lock(); m_buffer->enqueue(num++); // 满足条件，唤醒等待线程 m_wait_condition->wakeOne(); // 或者使用 condition.wakeAll(); m_locker->unlock(); } }
MainWindow::MainWindow(QObject *parent) : QObject(parent) { m_write_thread = new WriteThread(&m_buffer, &m_locker, &m_wait_condition); m_move_write = new QThread(this); m_write_thread->moveToThread(m_move_write); connect(this, &MainWindow::start_write_thread, m_write_thread, &WriteThread::on_start_write_thread); m_read_thread = new ReadThread(&m_buffer, &m_locker, &m_wait_condition); m_move_read = new QThread(this); m_read_thread->moveToThread(m_move_read); connect(this, &MainWindow::start_read_thread, m_read_thread, &ReadThread::on_start_read_thread); } void MainWindow::start_thread() { m_move_write->start(); emit start_write_thread(); m_move_read->start(); emit start_read_thread(); }
