信号与槽的实现原理

1. 同线程信号与槽的实现原理

• 默认连接方式：如果信号和槽在同一线程，默认使用 直接连接（DirectConnection）。
• 调用机制：信号发出时，Qt 内部实际上就是调用一个函数指针列表，直接执行槽函数。
  1. 编译时 moc 工具会为每个类生成 meta-object（QMetaObject），里面记录了信号与槽的索引、函数指针。
  2. QObject::connect 时，Qt 把信号和槽的映射关系存到内部的 QObjectPrivate::Connection 链表里。
  3. 触发信号时，会遍历连接表，直接调用对应槽函数
• 关键点：同线程的信号槽其实就是函数回调，不会涉及事件循环，也没有上下文切换。

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2. 跨线程信号与槽的实现原理

• 默认连接方式：如果信号和槽在不同线程，默认使用 队列连接（QueuedConnection）。
• 调用机制：
  1. 发射信号时，Qt 并不会立刻调用槽函数，而是把调用请求封装成一个 QMetaCallEvent（继承自 QEvent）。
  2. 这个事件被投递到目标线程对象所属的 QObject 的事件队列里。
     • 内部用 QCoreApplication::postEvent() 把事件压入目标线程的事件循环。
  3. 目标线程的 QEventLoop 在处理事件时，解析 QMetaCallEvent，找到对应槽函数，最后在目标线程上下文中调用。
• 关键点：跨线程槽函数执行的时机取决于目标线程事件循环，如果目标线程没有运行 exec()（没有事件循环），则槽函数不会执行。

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3. 连接方式

Qt 提供几种连接类型：

• Qt::AutoConnection（默认）：同线程用 直接连接，不同线程用 队列连接。
• Qt::DirectConnection：强制直接调用。
• Qt::QueuedConnection：强制事件队列方式。
• Qt::BlockingQueuedConnection：类似 QueuedConnection ，但发射信号的线程会阻塞，直到槽函数执行完。
• Qt::UniqueConnection：避免重复连接。

4. 总结

• 同线程：信号槽就是函数指针回调，直接调用。
• 跨线程：信号槽被封装成 QMetaCallEvent 通过 postEvent 投递到目标线程事件循环，在线程上下文中异步执行。