用惯了QTimer定时器，如何快速在纯 C++ 项目中替换？

是否在使用 Qt 开发时，习惯了 Qt 提供的 QTimer 类？QTimer 简单易用，可以让你轻松地在定时任务中设置时间间隔并执行回调函数。可是，当你突然需要在没有 Qt 环境的纯 C++ 项目中进行开发时，你会发现没有了 QTimer，该怎么办呢？

为什么要替换 QTimer？

在 Qt 中，QTimer 是一个非常方便的工具，它的主要作用是周期性地执行某个任务。举个例子，QTimer 允许你在固定时间间隔内自动执行回调函数，无需手动管理线程或等待。不过，如果你的项目不是基于 Qt 的话，如何在纯 C++ 环境下实现类似的功能呢？

通常，QTimer 依赖 Qt 的事件循环机制，但是纯 C++ 中并没有这个机制。所以我们需要手动管理定时器的启动、停止和回调函数的执行。

如何在纯 C++ 中实现定时器？

在纯 C++ 中，我们可以使用 C++11 标准中的 <chrono> 和 <thread> 库来实现类似的定时器功能。<chrono> 负责时间间隔的控制，<thread> 负责执行定时任务的线程管理。通过这两个库，我们就能实现一个高效且简洁的定时器。

实现思路

1. 使用 std::thread 启动一个线程，这个线程负责等待指定的时间间隔。
2. 使用 std::atomic 来确保线程安全，控制定时器是否正在运行。
3. 定时任务：在时间间隔到达时执行指定的回调函数。

纯 C++ 实现定时器类

1. 定时器头文件 Timer.h

#ifndef TIMER_H
#define TIMER_H

#include <functional>
#include <thread>
#include <atomic>
#include <chrono>

// 定时器类声明
class Timer {
public:
    Timer();   // 构造函数
    ~Timer();  // 析构函数，确保线程正确停止

    // 启动定时器
    void start(int interval, std::function<void()> callback);

    // 停止定时器
    void stop();

private:
    // 定时器线程运行的函数
    void run(int interval, std::function<void()> callback);

    // 控制定时器是否运行的标志
    std::atomic<bool> isRunning;

    // 定时器线程
    std::thread timerThread;
};

#endif // TIMER_H

2. 定时器实现文件 Timer.cpp

#include "Timer.h"
#include <iostream>
#include <thread>
#include <chrono>

// 构造函数，初始化定时器为停止状态
Timer::Timer() : isRunning(false) {}

// 析构函数，确保线程结束
Timer::~Timer() {
    stop();
}

// 启动定时器
void Timer::start(int interval, std::function<void()> callback) {
    if (isRunning.load()) {
        return;  // 如果定时器已经在运行，不再启动
    }

    isRunning.store(true);  // 设置定时器为运行状态
    timerThread = std::thread(&Timer::run, this, interval, callback);
}

// 停止定时器
void Timer::stop() {
    if (isRunning.load()) {
        isRunning.store(false);  // 停止定时器
        if (timerThread.joinable()) {
            timerThread.join();  // 等待线程结束
        }
    }
}

// 定时器线程运行的实际函数
void Timer::run(int interval, std::function<void()> callback) {
    while (isRunning.load()) {
        std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(interval));  // 暂停指定时间
        callback();  // 执行回调函数
    }
}

3. 测试代码 main.cpp

#include <iostream>
#include "Timer.h"

// 定时器触发时的回调函数
void timerCallback() {
    std::cout << "Timer triggered!" << std::endl;
}

int main() {
    Timer timer;

    // 启动定时器，每2秒触发一次
    timer.start(2000, timerCallback);

    // 运行定时器5秒后停止
    std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(5));

    // 停止定时器
    timer.stop();

    return 0;
}

代码解释

1. Timer 类：

   • start()：启动定时器，设置时间间隔（单位是毫秒），并传入回调函数。
   • stop()：停止定时器，防止定时器线程继续运行。
   • run()：定时器的实际工作函数，它会在一个单独的线程中运行，周期性地等待指定的时间间隔，然后执行回调函数。

2. 回调函数 ：timerCallback() 是每次定时器到达设定的时间间隔时调用的函数，你可以根据需要更改为其他函数。

3. 主函数 ：创建一个 Timer 对象，启动定时器，每2秒触发一次回调，运行5秒后停止定时器。

为什么要替换成这种方式？

1. 跨平台支持

我们不依赖于 Qt 等大型框架，而是使用标准的 C++ 库实现定时器。这样一来，这个定时器类可以在任何支持 C++11 或更高版本的编译器上运行，适用于跨平台的纯 C++ 项目。

2. 简单高效

通过 std::thread 和 std::chrono，我们实现了一个高效且简单的定时器，不需要额外引入其他第三方库，代码量小且易于理解。

3. 灵活控制

相比 Qt 的事件循环机制，我们使用线程和 atomic 来实现定时器的启动和停止，给我们提供了更多的控制和灵活性，避免了事件循环的复杂性。