mutex.lock();
if(numUsedBytes==0)
bufferNotEmpty.wait(&mutex);
mutex.unlock();
fprintf(stderr,"%c",buffer[i%BufferSize]);
mutex.lock();
--numUsedBytes;
bufferNotFull.wakeAll();
mutex.unlock();
}
fprintf(stderr,"\n");
}
intmain(intargc,char*argv[])
{
QCoreApplicationapp(argc,argv);
Producerproducer;
Consumerconsumer;
producer.start();
consumer.start();
producer.wait();
consumer.wait();
return0;
}
可重入与线程安全
在Qt文档中,术语“可重入”与“线程安全”被用来阐明一种函数如何用于多线程程序。
如果一种类任何函数在此类各种不同实例上,可以被各种线程同步调用,那么这个类被称为是“可重入”。
如果不同线程作用在同一种实例上仍可以正常工作,那么称之为“线程安全”。
大多数c++类天生就是可重入,由于它们典型地仅仅引用成员数据。
任何线程可以在类一种实例上调用这样成员函数,只要没有别线程在同一种实例上调用这个成员函数。
举例来讲,下面Counter类是可重入:
classCounter
{
public:
Counter(){n=0;}
voidincrement(){++n;}
voiddecrement(){--n;}
intvalue()const{returnn;}
private:
intn;
};
这个类不是线程安全,由于如果各种线程都试图修改数据成员n,成果未定义。
这是由于c++中++和--操作符不是原子操作。
事实上,它们会被扩展为三个机器指令:
1,把变量值装入寄存器
2,增长或减少寄存器中值
3,把寄存器中值写回内存
如果线程A与B同步装载变量旧值,在寄存器中增值,回写。
她们写操作重叠了,导致变量值仅增长了一次。
很明显,访问应当串行化:
A执行123环节时不应被打断。
使这个类成为线程安全最简朴办法是使用QMutex来保护数据成员:
classCounter
{
public:
Counter(){n=0;}
voidincrement(){QMutexLockerlocker(&mutex);++n;}
voiddecrement(){QMutexLockerlocker(&mutex);--n;}
intvalue()const{QMutexLockerlocker(&mutex);returnn;}
private:
mutableQMutexmutex;
intn;
};
QMutexLocker类在构造函数中自动对mutex进行加锁,在析构函数中进行解锁。
随便一提是,mutex使用了mutable核心字来修饰,由于咱们在value()函数中对mutex进行加锁与解锁操作,而value()是一种const函数。
大多数Qt类是可重入,非线程安全。
有某些类与函数是线程安全,它们重要是线程有关类,如QMutex,QCoreApplication:
:
postEvent()。
线程与QObjects
QThread 继承自QObject,它发射信号以批示线程执行开始与结束,并且也提供了许多slots。
更有趣是,QObjects可以用于多线程,这是由于每个线程被容许有它自己事件循环。
QObject是可重入。
它大多数非GUI子类,像QTimer,QTcpSocket,QUdpSocket,QHttp,QFtp,QProcess也是可重入,在各种线程中同步使用这些类是也许。
需要注意是,这些类被设计成在一种单线程中创立与使用,因而,在一种线程中创立一种对象,而在此外线程中调用它函数,这样行为不能保证工作良好。
有三种约束需要注意:
1,QObject孩子总是应当在它爸爸被创立那个线程中创立。
这意味着,你绝不应当传递QThread对象作为另一种对象爸爸(由于QThread对象自身会在另一种线程中被创立)
2,事件驱动对象仅仅在单线程中使用。
明确地说,这个规则合用于"定期器机制“与”网格模块“,举例来讲,你不应当在一种线程中开始一种定期器或是连接一种套接字,当这个线程不是这些对象所在线程。
3,你必要保证在线程中创立所有对象在你删除QThread前被删除。
这很容易做到:
你可以run()函数运营栈上创立对象。
尽管QObject是可重入,但GUI类,特别是QWidget与它所有子类都是不可重入。
它们仅用于主线程。
正如前面提到过,QCoreApplication:
:
exec()也必要从那个线程中被调用。
实践上,不会在别线程中使用GUI类,它们工作在主线程上,把某些耗时操作放入独立工作线程中,当工作线程运营完毕,把成果在主线程所拥有屏幕上显示。
逐线程事件循环
每个线程可以有它事件循环,初始线程开始它事件循环需使用QCoreApplication:
:
exec(),别线程开始它事件循环需要用QThread:
:
exec().像QCoreApplication同样,QThreadr提供了exit(int)函数,一种quit()slot。
线程中事件循环,使得线程可以使用那些需要事件循环非GUI类(如,QTimer,QTcpSocket,QProcess)。
也可以把任何线程signals连接到特定线程slots,也就是说信号-槽机制是可以跨线程使用。
对于在QApplication之前创立对象,QObject:
:
thread()返回0,这意味着主线程仅为这些对象解决投递事件,不会为没有所属线程对象解决此外事件。
可以用QObject:
:
moveToThread()来变化它和它孩子们线程亲缘关系,如果对象有爸爸,它不能移动这种关系。
在另一种线程(而不是创立它那个线程)中delete QObject对象是不安全。
除非你可以保证在同一时刻对象不在解决事件。
可以用QObject:
:
deleteLater(),它会投递一种DeferredDelete事件,这会被对象线程事件循环最后选用到。
如果没有事件循环运营,事件不会分发给对象。
举例来说,如果你在一种线程中创立了一种QTimer对象,但从没有调用过exec(),那么QTimer就不会发射它timeout()信号.对deleteLater()也不会工作。
(这同样合用于主线程)。
你可以手工使用线程安全函数QCoreApplication:
:
postEvent(),在任何时候,给任何线程中任何对象投递一种事件,事件会在那个创立了对象线程中通过事件循环派发。
事件过滤器在所有线程中也被支持,但是它限定被监视对象与监视对象生存在同一线程中。
类似地,QCoreApplication:
:
sendEvent(不是postEvent()),仅用于在调用此函数线程中向目的对象投递事件。
从别线程中访问QObject子类
QObject和所有它子类是非线程安全。
这涉及整个事件投递系统。
需要紧记是,当你正从别线程中访问对象时,事件循环可以向你QObject子类投递事件。
如果你调用一种不生存在当前线程中QObject子类函数时,你必要用mutex来保护QObject子类内部数据,否则会遭遇劫难或非预期成果。
像其他对象同样,QThread对象生存在创立它那个线程中---不是当QThread:
:
run()被调用时创立那个线程。
普通来讲,在你QThread子类中提供slots是不安全,除非你用mutex保护了你成员变量。
另一方面,你可以安全从QThread:
:
run()实现中发射信号,由于信号发射是线程安全。
跨线程信号-槽
Qt支持三种类型信号-槽连接:
1,直接连接,当signal发射时,slot及时调用。
此slot在发射signal那个线程中被执行(不一定是接受对象生存那个线程)
2,队列连接,当控制权回到对象属于那个线程事件循环时,slot被调用。
此slot在接受对象生存那个线程中被执行
3,自动连接(缺省),如果信号发射与接受者在同一种线程中,其行为如直接连接,否则,其行为如队列连接。
连接类型也许通过以向connect()传递参数来指定。
注意是,当发送者与接受者生存在不同线程中,而事件循环正运营于接受者线程中,使用直接连接是不安全。
同样道理,调用生存在不同线程中对象函数也是不是安全。
QObject:
:
connect()自身是线程安全。
多线程与隐含共享
Qt为它许多值类型使用了所谓隐含共享(implicitsharing)来优化性能。
原理比较简朴,共享类包括一种指向共享数据块指针,这个数据块中包括了真正原数据与一种引用计数。
把深拷贝转化为一种浅拷贝,从而提高了性能。
这种机制在幕后发生作用,程序员不需要关怀它。
如果进一步点看,如果对象需要对数据进行修改,而引用计数不不大于1,那么它应当先detach()。
以使得它修改不会对别共享者产生影响,既然修改后数据与本来那份数据不同了,因而不也许再共享了,于是它先执行深拷贝,把数据取回来,再在这份数据上进行修改。
例如:
voidQPen:
:
setStyle(Qt:
:
PenStylestyle)
{
detach();//detachfromcommondata
d->style=style;//setthestylemember
}
voidQPen:
:
detach()
{
if(d->ref!
=1){
...//performadeepcopy
}
}
普通以为,隐含共享与多线程不太和谐,由于有引用计数存在。
对引用计数进行保护办法之一是使用mutex,但它很慢,Qt初期版本没有提供一种满意解决方案。
从4.0开始,隐含共享类可以安全地跨线程拷贝,犹如别值类型同样。
它们是完全可重入。
隐含共享真是"implicit"。
它使用汇编语言实现了原子性引用计数操作,这比用mutex快多了。
如果你在各种线程中同进访问相似对象,你也需要用mutex来串行化访问顺序,就犹如其她可重入对象那样。
总来讲,隐含共享真给”隐含“掉了,在多线程程序中,你可以把它们当作是普通,非共享,可重入类型,这种做法是安全。