一、導讀

本篇文章是關(guān)于Qt多線程應用設(shè)計方法的總結(jié)，描述了Qt中進行多線程設(shè)計的四種方法，并列舉了常見應用場景下的多線程設(shè)計方案。合理選擇對應的方法來解決實際開發(fā)中遇到的問題有助于對應用程序進行更合理設(shè)計。

二、【方法一】 QThread：帶有可選事件循環(huán)的底層API

QThread是Qt中所有線程的基礎(chǔ)，每個QThread實例代表和控制一個線程。使用QThread創(chuàng)建線程有兩種方法：

（1）直接實例化創(chuàng)建：提供了一個并行事件循環(huán)，允許在輔助線程中調(diào)用QObject槽函數(shù)。

（2）子類化創(chuàng)建：繼承QThread，允許應用程序在啟動事件循環(huán)之前初始化新線程，或者在沒有事件循環(huán)的情況下運行并行代碼。

三、【方法二】 QThreadPool和QRunnable：重用線程

在實際開發(fā)中，頻繁創(chuàng)建和銷毀線程的代價可能會很高。為了減少這種開銷，可以對新任務重用現(xiàn)有的線程。QThreadPool是可重用QThread的集合。

要在QThreadPool的一個線程中運行代碼，需要重新實現(xiàn)QRunnable::run()并實例子類化的QRunnable。

使用````QThreadPool::start()將QRunnable放到QThreadPool的運行隊列中。當線程可用時，QRunnable::run()```中的代碼將在該線程中執(zhí)行。

【備注】：每個Qt應用程序都有一個全局線程池，可以通過QThreadPool::globalInstance()訪問這個線程池。這個全局線程池根據(jù)CPU中的核心數(shù)量會自動維護最佳的線程數(shù)量。但是在實際開發(fā)中，可以顯式創(chuàng)建和管理一個單獨的QThreadPool。

四、【方法三 】Qt并發(fā)：使用高級API

Qt并發(fā)模塊提供了許多高級功能，用來處理一些常見的并行計算模式。例如：map、filter和reduce。Qt并發(fā)與使用QThread和QRunnable不同，這些函數(shù)不需要使用底層的線程原語，如互斥或信號量等。相反，它們返回的是一個QFuture對象，該對象可用于在準備線程或者線程完成時自動檢索函數(shù)的結(jié)果；QFuture還可以用來查詢、計算進度和暫停/恢復/取消計算。更方便的是，QFutureWatcher允許通過信號和槽函數(shù)與QFutures進行交互。

Qt Concurrent的并行計算模型：map、filter和reduce等算法會自動將計算負載分配到所有可用的處理器核心上，因此，我們今天編寫的應用程序，如果在以后部署到擁有更多處理器核心的系統(tǒng)上時將繼續(xù)得以擴展和使用，這一點非常方便。

Qt并發(fā)模塊還提供了QtConcurrent::run()函數(shù)，它可以在另一個線程中運行任何函數(shù)。但是，QtConcurrent::run()只支持map、filter和reduce函數(shù)可用的特性子集，QFuture可用于檢索函數(shù)的返回值并檢查線程是否正在運行。

但是，對QtConcurrent::run()的調(diào)用只使用一個線程，不能暫停/恢復/取消，也不能查詢進程。

五、【方法四】 WorkerScript：QML中的線程化

WorkerScript QML類型允許JavaScript代碼與GUI線程并行運行。每個WorkerScript實例可以附加一個.js腳本。調(diào)用WorkerScript.sendMessage()時，腳本將在單獨的線程(和單獨的QML上下文)中運行。當腳本運行完成時，它可以將一個回復發(fā)送回GUI線程，該線程將調(diào)用WorkerScript.onMessage()信號處理程序。

使用WorkerScript類似于使用已移動到另一個線程的worker QObject，數(shù)據(jù)通過信號在線程之間進行傳輸。

【注】這種方法在QML中使用

六、如何選擇上述四種多線程設(shè)計方案

如上所示，Qt為開發(fā)多線程應用程序提供了幾種解決方案。而對于多線程應用程序的解決方案的選擇取決于：新線程的用途和線程的生存期。下面是Qt線程技術(shù)的一張比較表：

七、Qt多線程應用設(shè)計方案

在本小節(jié)中，列出了Qt中常見的幾種多線程應用的設(shè)計方案，如下表所示：

審核編輯：劉清