Qt中线程同步类介绍(一)

Qt中实现线程同步的类主要是：QMutex、QMutexLoker、QReadWriteLocker、QReadLocker、QWriteLocker、QSemaphore、QWaitCondition和QSemaphore。

一、基本概念

QMutex和QMutexLocker

QMutex 和QMutexLocker是基于互斥量的线程同步类。

(1)QMutex

主要提供一下3个函数：

lock():加锁。如果锁已经被其他线程占用，当前线程会阻塞（等待） 直到锁被释放；

unlock():解锁。必须和lock()成对调用，否则会导致死锁；

trylock()：尝试加锁。如果锁被占用，不会阻塞，直接返回false；如果加锁成功返回true（适合不想阻塞的场景）。

QMutex简单使用示例：

c++ 复制代码

#include <QCoreApplication>
#include <QMutex>
#include <QThread>
#include <QDebug>

QMutex mutex; // 全局互斥锁
int sharedValue = 0; // 共享资源

void threadFunc()
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i)
    {
        mutex.lock(); // 加锁：进入临界区
        sharedValue++; // 操作共享资源，此时只有当前线程能执行
        qDebug() << QThread::currentThreadId() << "sharedValue:" << sharedValue;
        mutex.unlock(); // 解锁：离开临界区，其他线程可加锁

        QThread::msleep(10); // 模拟耗时操作
    }
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    // Set up code that uses the Qt event loop here.
    // Call a.quit() or a.exit() to quit the application.
    // A not very useful example would be including
    // #include <QTimer>
    // near the top of the file and calling
    // QTimer::singleShot(5000, &a, &QCoreApplication::quit);
    // which quits the application after 5 seconds.

    // If you do not need a running Qt event loop, remove the call
    // to a.exec() or use the Non-Qt Plain C++ Application template.

    QThread t1;
    QThread t2;
    QObject::connect(&t1, &QThread::started, threadFunc);
    QObject::connect(&t2, &QThread::started, threadFunc);
    t1.start();
    t2.start();

    return a.exec();
}

注意点：

必须保证lock()和unlock()成对出现！如果在临界区中抛出异常、提前 return，会导致unlock()无法执行，其他线程永远拿不到锁（死锁）。

(2)QMutexLocker

QMutexLocker是 Qt 提供的RAII 风格的锁管理类 （RAII：资源获取即初始化），可以理解为QMutex的 "自动管家"------ 它会在创建时自动加锁，销毁时自动解锁，彻底避免手动加解锁的漏写 / 错写问题。

核心逻辑：

构造函数：接收一个QMutex对象的指针 / 引用，自动调用mutex->lock()；

析构函数：当QMutexLocker对象超出作用域（比如函数结束、遇到break/return），自动调用mutex->unlock()。

使用示例，替换上面的QMutex

C++ 复制代码

#include <QMutexLocker>
#include <QThread>
#include <QDebug>

QMutex mutex;
int sharedValue = 0;

void threadFunc() 
{
    for (int i = 0; i < 5; ++i) 
    {
        QMutexLocker locker(&mutex); // 自动加锁
        sharedValue++;
        qDebug() << QThread::currentThreadId() << "sharedValue:" << sharedValue;
        // 无需手动解锁！locker析构时自动解锁（即使这里写return也不影响）
        QThread::msleep(10);
    } // locker超出作用域，析构→自动解锁
}

额外实用方法

unlock()：手动提前解锁（比如临界区提前结束）；

relock()：重新加锁（如果提前解锁后需要再次保护资源）。

(3)QMutex vs QMutexLocker 核心对比

特性	QMutex	QMutexLocker
加解锁方式	手动调用 lock ()/unlock ()	自动加锁（构造）、自动解锁（析构）
安全性	低（易漏写 unlock ()）	高（RAII 机制，避免死锁）
代码复杂度	高（需手动管理成对调用）	低（一行代码搞定加解锁）
使用场景	简单场景 / 需手动控制解锁	绝大多数多线程临界区保护（推荐优先用）

二、总结

QMutex 是基础互斥锁，提供手动加解锁能力，核心作用是保护共享资源，但需严格保证lock()/unlock()成对调用；
QMutexLocker 是QMutex的封装，基于 RAII 机制自动管理锁的生命周期，能避免因异常 / 提前退出导致的死锁，是 Qt 中推荐的锁使用方式；
实际开发中，优先使用 QMutexLocker，仅在需要手动精细控制解锁时机时（比如临界区中间需要临时解锁）才直接用 QMutex。