Qt开发：如何使用QThread

一、QThread 的基本概念

QThread 是 Qt 框架中用于多线程编程的类。它允许我们在应用程序中创建和管理线程，从而在后台执行耗时操作，避免阻塞主线程（通常是 GUI 线程），保持用户界面的响应性。

线程与主线程：

• 主线程通常负责处理用户界面和事件循环。
• 子线程用于执行耗时操作，如文件 I/O、网络请求、复杂计算等。

QThread 的作用：

• QThread 提供了一个平台无关的方式来管理线程。
• 它封装了底层操作系统的线程 API，使得线程的创建、启动、停止和管理更加方便。

QThread 的工作方式：

• QThread 本身并不是线程，而是一个线程管理类。
• 可以通过继承 QThread 并重写 run() 方法来定义线程的执行逻辑。
• 或者可以将 QObject 移动到 QThread 中，利用信号和槽机制来执行任务。

二、QThread中的常用成员函数

1.QThread::exit
用于结束线程的事件循环并指定一个返回码。这个函数通常用于控制线程的退出行为，尤其是在使用事件循环的线程中。

函数原型：

void QThread::exit(int returnCode = 0)

功能：
结束线程的事件循环，并设置线程的返回码。调用此函数后，线程的事件循环会退出，线程的执行会从 QThread::exec() 返回。

参数：
returnCode：线程的返回码，默认为 0。这个值可以通过 QThread::exec() 的返回值获取。

使用场景：
当你希望线程在某个条件下退出事件循环时，可以调用此函数。通常与QThread::exec() 配合使用。

以下是一个简单的示例，展示如何使用 QThread::exit() 来结束线程的事件循环。

#include <QThread>
#include <QDebug>
#include <QTimer>

class WorkerThread : public QThread
{
   
   
    Q_OBJECT

protected:
    void run() override {
   
   
        qDebug() << "Thread started";

        // 启动事件循环
        int returnCode = exec();
        qDebug() << "Thread exited with return code:" << returnCode;
    }

public slots:
    void stopThread() {
   
   
        qDebug() << "Stopping thread...";
        exit(42);  // 结束事件循环，并设置返回码为 42
    }
};

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

    WorkerThread thread;
    thread.start();  // 启动线程

    // 使用 QTimer 在 2 秒后停止线程
    QTimer::singleShot(2000, &thread, &WorkerThread::stopThread);

    qDebug() << "Main thread: worker thread has finished.";

    return 0;
}

输出结果：

注意事项：

• 事件循环的必要性：exit() 函数仅对调用 exec() 启动事件循环的线程有效。如果线程没有事件循环，调用 exit() 不会有任何效果。
• 线程安全：exit() 是线程安全的，可以从任何线程调用。
• 返回码的作用：返回码可以用于传递线程的退出状态。例如，0 通常表示成功，非零值表示错误或特定状态。
• 与 quit() 的区别：exit() 和 quit() 的功能类似，但 exit() 可以指定返回码，而 quit() 的返回码固定为 0。

2.QThread::isFinished()
函数原型：

bool QThread::isFinished() const

功能：
返回线程是否已经结束。如果线程已经完成执行，则返回 true；否则返回 false。

参数：
true：线程已经结束。false：线程仍在运行。

使用场景：
在需要等待线程完成时，可以使用此函数检查线程状态。在需要根据线程状态执行特定操作时，可以使用此函数进行判断。

以下是一个简单的示例，展示如何使用 isFinished() 检查线程是否结束。

#include <QThread>
#include <QDebug>
#include <QTimer>

class WorkerThread : public QThread
{
   
   
    Q_OBJECT

protected:
    void run() override {
   
   
        qDebug() << "Thread started";

        // 模拟耗时操作
        sleep(3);

        qDebug() << "Thread finished";
    }
};

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

    WorkerThread thread;
    thread.start();  // 启动线程

    // 检查线程是否结束
    while (!thread.isFinished()) {
   
   
        qDebug() << "Thread is still running...";
        QThread::sleep(1);  // 主线程等待 1 秒
    }

    qDebug() << "Main thread: worker thread has finished.";

    return 0;
}

输出结果：

注意事项：·

• 线程状态检查：isFinished() 是一个非阻塞函数，可以随时调用以检查线程状态。
• 与 wait() 的区别：isFinished() 仅检查线程状态，不会阻塞当前线程。wait() 会阻塞当前线程，直到目标线程结束。
• 线程安全：isFinished() 是线程安全的，可以从任何线程调用。
• 线程结束的条件：线程结束的条件是 run() 方法执行完毕或调用了 QThread::exit() 或 QThread::quit()。

3.QThread::isInterruptionRequested()
用于检查当前线程是否被请求中断。这个函数通常用于实现线程的优雅退出机制，允许线程在执行任务时定期检查中断请求，并在适当的时候安全地终止。

函数原型：

bool QThread::isInterruptionRequested() const

功能：
返回线程是否被请求中断。如果线程的中断标志被设置（通过 QThread::requestInterruption()），则返回 true；否则返回 false。

返回值：
true：线程的中断标志被设置，表示线程被请求中断。false：线程的中断标志未被设置，表示线程可以继续运行。

使用场景：
在线程的 run() 方法中定期检查中断请求，以实现线程的优雅退出。在需要长时间运行的任务中，提供一种机制来安全地终止线程。

以下是一个简单的示例，展示如何使用 isInterruptionRequested() 实现线程的优雅退出。

#include <QThread>
#include <QDebug>
#include <QTimer>

class WorkerThread : public QThread
{
   
   
    Q_OBJECT

protected:
    void run() override {
   
   
        qDebug() << "Thread started";

        for (int i = 0; i < 10; ++i) {
   
   
            // 检查中断请求
            if (isInterruptionRequested()) {
   
   
                qDebug() << "Thread interrupted, exiting...";
                return;  // 退出线程
            }

            qDebug() << "Working on task" << i;
            sleep(1);  // 模拟耗时操作
        }

        qDebug() << "Thread finished";
    }
};

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

    WorkerThread thread;
    thread.start();  // 启动线程

    // 使用 QTimer 在 3 秒后请求中断线程
    QTimer::singleShot(3000, [&thread]() {
   
   
        qDebug() << "Requesting thread interruption...";
        thread.requestInterruption();  // 请求中断线程
    });
    qDebug() << "Main thread: worker thread has finished.";

    return 0;
}

输出结果：

注意事项:

• 中断请求的检查：isInterruptionRequested() 是一个非阻塞函数，可以在线程的任何地方调用。建议在耗时操作或循环中定期检查中断请求，以确保线程能够及时响应中断。
• 中断请求的设置：中断请求通过 QThread::requestInterruption() 设置。中断请求是一个标志，不会强制终止线程，线程需要主动检查并退出。
• 线程安全：isInterruptionRequested() 和 requestInterruption() 都是线程安全的，可以从任何线程调用。