C++回调函数与多线程联动使用

问题

在业务场景中，会遇到这样的情况，当前类需要运行一个函数，这个函数会被使用多次或者耗时非常长，这时候我们希望把它放到子线程里面运行，主线程只需要知道它的运行状态即可（类似于进度条通知）。但我们又不希望更改该类任何地方（该类有可能是同事提供的，原则上只加不改最好）。

具体设置

首先我们创建一个常规类MainWindow，里面具有我们需要使用的方法，这里图简单，直接创建一个QT window工程。

MainWindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>
QT_BEGIN_NAMESPACE
namespace Ui { class MainWindow; }
QT_END_NAMESPACE

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    MainWindow(QWidget *parent = nullptr);
    ~MainWindow();
    void test(QString* s);
    QString* s = new QString("sss");
private:
    Ui::MainWindow *ui;
};
#endif // MAINWINDOW_H

MainWindow.cpp

#include "qdebug.h"
#include <iostream>
#include <functional>
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    s = new QString("sss");
     qDebug()<<"变化前"<<*s;
    test(s);
     qDebug()<<"变化后"<<*s;
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}
void MainWindow::test(QString* s)
{
    qDebug()<<"test::run"<<QThread::currentThreadId();
    qDebug()<<"test::run"<<*s;
    *s += "qqq";
}

简单测试，运行结果：

MyThread::run 0x324c
变化前 "sss"
test::run 0x324c
test::run "sss"
变化后 "sssqqq"

现在我们希望使用子线程回调函数来调用我们的test函数，也就是把它移到子线程中运行，为了使代码减少耦合度，我们不在本类中修改。创建一个线程类ThreadTask。

其中包含预设的回调函数定义。

ThreadTask.h

//普通回调 普通回调需要保证调用的函数需要为static或者本类能够实际找到的地址。
typedef void (*mCallback)(QString* s); // 回调
//这里有一个重点，如果你是不同类之间调用回调的话，需要添加类名声明。
typedef void (MainWindow::*mCallback)(QString* s); // 回调

#ifndef THREADTASK_H
#define THREADTASK_H

#include <qthread.h>
#include <qdebug.h>
#include "mainwindow.h"


typedef void (MainWindow::*mCallback)(QString* s); // 回调
class ThreadTask :public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    //回调对象
    MainWindow *_obj;
    enum STATUS{
        running,
        waiting,
    };
    //回调函数参数
    //参数存储
    QString* s;
    //线程状态
    STATUS status = waiting;
    //回调函数存储
    mCallback callback_function;
    //构造
    ThreadTask();
    //设置回调函数
    void set_callback(MainWindow* obj,mCallback callback, QString * str);
protected:
    void run();//多线程执行的内容将通过重新该虚函数实现
signals:
    void over();
};

#endif // THREADTASK_H

ThreadTask.cpp

#include "threadtask.h"
#include "qdebug.h"
ThreadTask::ThreadTask()
{
}
void ThreadTask::set_callback(MainWindow* obj, mCallback callback,QString* str)
{
    s = str;
    qDebug()<<"set_callback"<<*s;
    _obj = obj;
    callback_function =callback;
}
void ThreadTask::run()
{
    status =running;
    qDebug()<<"ThreadTask::run"<<QThread::currentThreadId();
    (_obj->*callback_function)(s);
    emit over();
    status =waiting;
}

编写完子线程回调后，我们修改一下最初的函数调用形式。

#include "qdebug.h"
#include "Public_Define.h"
#include <iostream>
#include <functional>
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);
    ThreadTask * thread =new ThreadTask();
    connect(thread,&ThreadTask::over,this,[=](){
        qDebug()<<"变化后"<<*s;
    });
    qDebug()<<"MyThread::run"<<QThread::currentThreadId();



    qDebug()<<"变化前"<<*s;
    mCallback call(&test);
    thread->set_callback(this,call,s);
    thread->start();
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}
void MainWindow::test(QString* s)
{
    qDebug()<<"test::run"<<QThread::currentThreadId();
    qDebug()<<"test::run"<<*s;
    *s += "qqq";
}

可以发现我们并没有修改到原类的大部分内容，只修改了test函数的调用方式。看看运行效果。

MyThread::run 0x6d24
变化前 "sss"
set_callback "sss"
ThreadTask::run 0x52a0
test::run 0x52a0
test::run "sss"
变化后 "sssqqq"

可以看到我们把test任务成功以回调的形式在子线程中运行。

总结

通过创建一个子线程类并附加回调定义，我们很轻松地实现了在任意一个类中对特定方法进行异步调用（多线程调用），从而达到提高运行效率、防卡顿异步处理等效果。

后续希望能够将子线程类作为一个模板类，提高它的健壮性，让其能够作为一个通用方法使用。