目录

一、前言

二、创建属于自己的线程

1、创建类文件 

2、定制线程功能

线程.h文件

线程.cpp文件 

main文件

主窗口.cpp文件

3、线程运行测试

时间不在下午三点

时间在下午三点

三、线程锁简介

1、QMutex类

2、QMutexLocker类

基本使用方法如下：

四、线程数据同步方式

1、加锁

2、信号量 QSemaphore

3、条件变量 QWaitConditon

4、共享内存 QsharedMemory

5、无锁原子操作 QAtomicInt，QAtomicInteger ，QAtomicPointer 

五、实战演练（待更新）

1、文件读写锁实现

2、生产消费锁的实现

一、前言

        经过 Qt 多线程编程（一）入门篇的学习，我们已经简单的熟悉了多线程以及与多线程相关的理论知识，剖析了 Qt 提供的 QThread 库的组成和使用方法。在掌握理论的同时，我们更应该注意实践能力，这篇文章就带大家进一步的深入学习 Qt 多线程的开发及应用。

二、创建属于自己的线程

1、创建类文件 

• Step1：创建一个 Qt 项目，模板选用 Qt Widgets Application。

• Step2：创建一个新的 Class

        在创建好的项目上方右键，弹出如下图所示的对话框，并选择 C++ Class。

       接着填写类名和所需继承的基类，其中继承的基类和包含的文件可以根据需求自定义，这里全部不勾选，仅继承 QThread 基类。其他都选择下一步，最后点击完成即可完成文件的创建。

2、定制线程功能

        首先我们设置一个场景，我们在看视频（或工作），到下午三点时，触发了，三点几嘞，饮茶先啊这个事件。那么我们主线程就模拟看视频或工作，自定义的线程来进行判断是否到了三点钟，强制隐藏主线程界面，当小时数不等于三点钟时显示主界面。

线程.h文件

#ifndef CNEWTHREAD_H
#define CNEWTHREAD_H

#include <QThread>

class CNewThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    CNewThread();
    ~CNewThread();
    void StartThread();
    void StopThread();
private:
    void run();

signals:
    void InformMainWnd(bool);

private:
    bool bIsRunning;
    QObject * m_parent;
};

#endif // CNEWTHREAD_H

线程.cpp文件 

#include "cnewthread.h"

#include <QDateTime>

CNewThread::CNewThread()
{
    bIsRunning = false;
}

CNewThread::~CNewThread()
{

}

void CNewThread::StartThread()
{
    bIsRunning = true;
    this->start();
}

void CNewThread::StopThread()
{
    bIsRunning = false;
    this->wait();
}

void CNewThread::run()
{
    static bool bIsPrompt = false;
    while (bIsRunning)
    {
        if(QTime::currentTime().hour() == 15 && !bIsPrompt)
        {
            bIsPrompt = true;
            emit InformMainWnd(true);
        }
        else if(QTime::currentTime().hour() != 15)
        {
            bIsPrompt = false;
            emit InformMainWnd(false);
        }
        sleep(5);
    }
}

main文件

#include "mainwindow.h"
#include "cnewthread.h"

#include <QApplication>
#include <QObject>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    CNewThread * pThread = new CNewThread();
    QObject::connect(pThread,SIGNAL(InformMainWnd(bool)),&w,SLOT(ProcessWnd(bool)));
    QObject::connect(pThread,SIGNAL(finished()),pThread,SLOT(deleteLater()));
    pThread->StartThread();
    w.show();

    int res = a.exec();
    pThread->StopThread();
    return res;
}

主窗口.cpp文件

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"

#include <QMessageBox>

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

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete ui;
}

void MainWindow::ProcessWnd(bool bIsHide)
{
    if(bIsHide)
    {
        QMessageBox::warning(this,"waring","It's three o'clock.Tea first!");
        this->hide();
    }
    else
        this->show();
}

3、线程运行测试

时间不在下午三点

时间在下午三点

点击 OK 后主窗口将会隐藏，直到当前整点大于 15 点窗口将会继续显示。

三、线程锁简介

        项目开发过程中，某个进程可能有多个线程，当多个线程需要同时对一份内存数据进行操作时，为了保证线程安全，这时需要对进程进行加锁操作。加锁操作可以理解为牺牲时间来保证整个程序的稳定性能。

1、QMutex类

        Qt 提供了 QMutex 类来进行线程的加锁操作，官方文档地址：QMutex 。我们主要使用 lock 和 unlock 来完成线程的加解锁操作。

（1）void lock()      加锁

（2）void unlock()    解锁

        下面以 GUI 展示线程的加锁和解锁操作。

• 设置三个线程工作，不加锁时的运行结果

• 设置三个线程工作，加锁时的运行结果

      由结果可以看出，不加锁时计算结果出现了错误。线程加锁后计算结果符合最终的结果。

2、QMutexLocker类

        在 QMutex 的基础上 Qt 内部还封装了 QMutexLocker 类，QMutexLocker 能够更好的完成自动加解锁的操作，它的底层实现是在构造函数中完成加锁，在析构函数中完成解锁，一旦 QMutexLocker 所在的函数完成，QMutexLocker 的生命周期也就结束，自动调用析构函数，此时锁自动释放。官方文档：QMutexLocker 。

基本使用方法如下：

int complexFunction(int flag)    //复杂的函数
{
    QMutexLocker locker(&mutex);   //创建QMutexLocker实例，加锁

    //可替换的内部函数 开始
    int retVal = 0;

    switch (flag) {
    case 0:
    case 1:
        return moreComplexFunction(flag);
    case 2:
        {
            int status = anotherFunction();
            if (status < 0)
                return -2;
            retVal = status + flag;
        }
        break;
    default:
        if (flag > 10)
            return -1;
        break;
    }
    
    return retVal;  //返回的同事销毁QMutexLocker实例，解锁
    //可替换的内部函数 结束
}

四、线程数据同步方式

1、加锁

        使用 QMutex 或 QMutexLocker 类完成。参考线程锁简介的内容。

2、信号量 QSemaphore

        信号量 QSemaphore 是互斥锁的泛化。互斥锁只能锁定一次，信号量则可以多次获取。信号量通常用于保护一定数量的相同资源。（一般用于典型的生产者线程和消费者线程）

信号量支持两种基本操作，acquire () 和 release ()：

• acquire( n ) 尝试获取n 个资源。如果没有那么多可用资源，调用将阻塞，直到出现这种情况。
• release( n ) 释放n 个资源。

3、条件变量 QWaitConditon

       QWaitCondition 允许一个线程告诉其他线程某种条件已经满足。一个或多个线程可以阻塞等待 QWaitCondition 使用 wakeOne () 或 wakeAll ()设置条件。使用 wakeOne () 唤醒随机选择的一个线程或使用 wakeAll () 唤醒所有线程。

4、共享内存 QsharedMemory

        QSharedMemory 提供多个线程和进程对共享内存段的访问。它还为单个线程或进程提供了一种方法来锁定内存以进行独占访问。

        使用此类时，请注意以下平台差异：

• Windows：QSharedMemory 不“拥有”共享内存段。当所有具有连接到特定共享内存段的 QSharedMemory 实例的线程或进程已销毁其 QSharedMemory 实例或退出时，Windows 内核会自动释放共享内存段。
• Unix：QSharedMemory“拥有”共享内存段。当将 QSharedMemory 实例附加到特定共享内存段的最后一个线程或进程通过销毁其 QSharedMemory 实例与该段分离时，Unix 内核会释放共享内存段。但是如果最后一个线程或进程在没有运行 QSharedMemory 析构函数的情况下崩溃，共享内存段会在崩溃中幸存下来。
• HP-UX：每个进程只允许一个附加到共享内存段。这意味着 QSharedMemory 不应跨 HP-UX 中同一进程中的多个线程使用。

        在对共享内存进行读写之前记得用 lock () 锁住共享内存，完成后记得用 unlock () 释放锁，与 QMutex 类似。

        当 QSharedMemory 的最后一个实例与段分离时，QSharedMemory 会自动销毁共享内存段，并且不会保留对该段的引用。

5、无锁原子操作 QAtomicInt，QAtomicInteger ，QAtomicPointer 

        所谓的原子操作，取的就是“原子是最小的、不可分割的最小个体”的意义，它表示在多个线程访问同一个共享资源的时候，能够确保所有其他的线程都不在同一时间内访问相同的资源。也就是他确保了在同一时刻只有唯一的线程对这个资源进行访问。这有点类似互斥对象对共享资源的访问的保护，但是原子操作更加接近底层，因而比使用互斥对象效率更高。

五、实战演练（待更新）

1、文件读写锁实现

2、生产消费锁的实现