QT第五课------QT系统相关------线程

作者前言

🎂 ✨✨✨✨✨✨🍧🍧🍧🍧🍧🍧🍧🎂

🎂 作者介绍： 🎂🎂

🎂 🎉🎉🎉🎉🎉🎉🎉 🎂

🎂作者id：老秦包你会， 🎂

简单介绍：🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂

喜欢学习C语言、C++和python等编程语言，是一位爱分享的博主，有兴趣的小可爱可以来互讨 🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂

🎂个人主页::小小页面🎂

🎂gitee页面:秦大大🎂

🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂🎂

🎂 一个爱分享的小博主欢迎小可爱们前来借鉴🎂

线程

**作者前言**
介绍
QThread
- API
线程安全

介绍

在Linux中有多线程的api，在qt中也有对应的多线程api，但是这个api是对系统的api进行封装的，在C++11中，就引入了std::thread,如果需要进行比较也就是(Linux的api<std::thread<Qt的api)。Qt的多线程的api是参考了java的api设计方式

QThread

需要创建对应的对象，在创建对象的时候，需要重点指定入口函数，也就是使用QThread创建对象的时候，需要对run函数进行重写

API

下面是Qthread提供的一些常用的api：

前面我们使用了定时器来实现一个时间显示器，我们这次使用这个线程来实现时间显示器

复制代码

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
    : QMainWindow(parent)
    , ui(new Ui::MainWindow)
{
    ui->setupUi(this);


    layou = new QVBoxLayout(this->centralWidget());
     //创建显示器
    QLCDNumber* nb = new QLCDNumber();
    nb->resize(100,200);

    //创建开始按钮
    QPushButton* button = new QPushButton();
    button->resize(300,400);
    button->setText("开始");

    layou->addWidget(nb,1);
    layou->addWidget(button,1);

    //获取中心窗口
    this->centralWidget()->setLayout(layout());
    thread = new threead();
    connect(button,&QPushButton::clicked,this,[=]()
    {
        thread->start();
    });
    connect(thread,&threead::currenTime,this,[=](const QString &time)
    {
        nb->display(time);
    });
}



/********thread。cpp******/
threead::threead()
    :QThread()
{

}

void threead::run()
{
    //写一个死循环
    while (1)
    {
        QTime* time = new QTime();
        emit currenTime(time->currentTime().toString("y=M=d-H:m"));
        sleep(1);
    }

}

效果图：

注意：

statu函数执行的时候，就是创建线程的过程，这个过程就会调用到run函数，无需我们调用，

还有就是，创建的线程无法直接更改主线程的界面的内容，只能通过主线程进行修改

线程安全

线程安全是指在多线程环境中，多个线程并发访问共享资源时，不会导致数据不一致或错误的状态。一般的情况就是增加一个锁，以防数据被同时进行修改。

互斥锁（Mutex）

特点：QMutex 是 Qt 框架提供的互斥锁类，⽤于保护共享资源的访问，实现线程间的互斥操作。

⽤途：在多线程环境下，通过互斥锁来控制对共享数据的访问，确保线程安全。

下面写一个多进程访问一个变量进行更改的代码

锁的写法：

复制代码

QMutex mutex;
mutex.lock(); //上锁
//访问共享资源
//...
mutex.unlock(); //解锁

/*****addnum。cpp***/
void addnum::run()
{
    while(1)
    {
        mutex->lock();
        qDebug()<< "当前的值为"<< num;
        qDebug()<< "当前的进程为"<<this->currentThreadId();
        num++;
        mutex->unlock();
        sleep(1);
    }
}

Widget::Widget(QWidget *parent)
    : QWidget(parent)
    , ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    addnum * thread_One = new addnum();
    addnum * thread_Two = new addnum();
    thread_One->start();
    thread_Two->start();
//    thread_One->wait();
//    thread_Two->wait();
    qDebug()<<addnum::num;
}

上面的代码有两种运行结果，一个是直接输出主线程的，然后再输出其他线程的（有注释掉wait函数），另一种是输出其他线程的，最后再输出主线程的，

图一：

图二：

可以看清楚，原因是这个代码中的线程有三个，分别是主线程和thread_Two 以thread_One，这三个线程是并发的，输出的结果就会有错，还有另一个方面就是没有添加锁的情况，例如thread_Two 和thread_One在运行的时候，thread_Two 刚好把num从而2变成3，而与此同时thread_One拿到的num的值刚好是2.也刚好完成变成3的过程，这里就会有线程安全问题

QMutexLocker

简化对互斥锁的上锁和解锁操作，避免忘记解锁导致的死锁等问题。简单的说。就是前面写的代码有时候会忘记解锁，就会造成线程阻塞，进行导致进程瘫痪，这个类可以进一步的解决这个问题

写法：

复制代码

QMutex mutex;
{
 QMutexLocker locker(&mutex); //在作⽤域内⾃动上锁
 
 //访问共享资源
 }//在作⽤域结束时⾃动解锁

所以我们可以更改代码为

复制代码

void addnum::run()
{
    while(1)
    {
//        mutex->lock();
        QMutexLocker locker(mutex);
        qDebug()<< "当前的值为"<< num;
        qDebug()<< "当前的进程为"<<this->currentThreadId();
        num++;
//        mutex->unlock();
        sleep(1);
    }
}

这个QMutexLocker这个写法，不一定需要多写{}这个，也可以在一些场合上进行套用

除了有这个锁之外，还有一些其他的锁

QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker

QReadWriteLock 是读写锁类，⽤于控制读和写的并发访问。

QReadLocker ⽤于读操作上锁，允许多个线程同时读取共享资源。

QWriteLocker ⽤于写操作上锁，只允许⼀个线程写⼊共享资源。

⽤途：在某些情况下，多个线程可以同时读取共享数据，但只有⼀个线程能够进⾏写操作。读写锁提供了更⾼效的并发访问⽅式。

写法：

复制代码

QReadWriteLock rwLock;
//在读操作中使⽤读锁
{
 QReadLocker locker(&rwLock); //在作⽤域内⾃动上读锁
 
 //读取共享资源
 //...
 
} //在作⽤域结束时⾃动解读锁


//在写操作中使⽤写锁
{
 QWriteLocker locker(&rwLock); //在作⽤域内⾃动上写锁
 
 //修改共享资源
 //...
 
} //在作⽤域结束时⾃动解写锁

条件变量

在多线程编程中，假设除了等待操作系统正在执⾏的线程之外，某个线程还必须等待某些条件满⾜才能执⾏，这时就会出现问题。这种情况下，线程会很⾃然地使⽤锁的机制来阻塞其他线程，因为这只是线程的轮流使⽤，并且该线程等待某些特定条件，⼈们会认为需要等待条件的线程，在释放互斥锁或读写锁之后进⼊了睡眠状态，这样其他线程就可以继续运⾏。当条件满⾜时，等待条件的线程将被另⼀个线程唤醒。

简单的说就是条件变量通常与互斥锁（mutex）结合使用。当一个线程需要等待某个条件时，它会释放互斥锁并进入等待状态，直到另一个线程通知它条件已满足。

条件变量主要有以下几种操作：

等待（wait）：线程在条件变量上等待，同时释放与条件变量相关联的互斥锁。

通知（notify）：当条件满足时，线程可以通知一个或多个在条件变量上等待的线程，使它们恢复执行。

通知所有（notifyAll）：通知所有在条件变量上等待的线程。