线程池 QThreadPool

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创建线程需要向系统申请资源，线程切换时操作系统会切换线程上下文，可能会从用户态切换到内核态，当有很多线程时，频繁地切换线程会导致消耗大量的 CPU 以及内核资源，真正用于计算的资源就减少了，反而会降低程序的效率。线程并不是越多越好，线程池的作用是管理、复用、回收一组线程，控制线程的数量，避免频繁的创建和销毁线程而浪费资源。

Qt 中的线程池类为 QThreadPool，每一个 Qt 程序都有一个全局的线程池，调用 QThreadPool::globalInstance() 得到，它默认最多创建 8 个线程，如果想改变最大线程数则调用 setMaxThreadCount() 进行修改，调用 activeThreadCount() 查看线程池中当前活跃的线程数。

使用线程池挺简单的，定一个任务类例如叫 Task，继承 QRunnable 并实现虚函数 run()，Task 的对象作为 QThreadPool::start() 的参数就可以了，线程池会自动的在线程中调用 Task 的 run() 函数，异步执行。线程池中的 QRunnable 对象太多时并不会为立即为每一个 QRunnable 对象创建一个线程，而是让它们排队执行，同时最多有 maxThreadCount() 个线程并行执行。

提交给线程池的 QRunnable 对象在它的 run() 函数执行完后会被自动 delete 掉，如果不想线程池删除它，在调用线程池的 start() 前调用 setAutoDelete(false) 即可。

为了演示线程池的使用，下面定义一个任务类 Task，属性 id 为了便于了解任务对象的创建、执行、销毁，run() 模拟耗时操作，随机执行 [500, 2500] 毫秒，然后在 main() 函数中创建 100 个 Task 对象提交给线程池，从输出中可以看到同时只有 8 个任务在执行，run() 执行结束后任务对象被 delete 掉了。

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// 文件名: Task.h #ifndef TASK_H #define TASK_H #include <QRunnable> class Task : public QRunnable { public: Task( int id); ~Task(); void run() Q_DECL_OVERRIDE; private: int id; // 线程的 ID }; #endif // TASK_H

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// 文件名: Task.cpp #include "Task.h" #include <QDebug> #include <QThread> #include <QDateTime> Task::Task( int id) : id(id) { } Task::~Task() { qDebug().noquote() << QString( "~Task() with ID %1").arg(id); // 方便查看对象是否被 delete } void Task::run() { qDebug().noquote() << QString( "Start thread %1 at %2").arg(id).arg(QDateTime::currentDateTime().toString( "mm:ss.z")); QThread::msleep( 500 + qrand() % 2000); // 每个 run() 函数随机执行 [55, 2500] 毫秒，模拟耗时任务 qDebug().noquote() << QString( "End thread %1 at %2").arg(id).arg(QDateTime::currentDateTime().toString( "mm:ss.z")); }

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// 文件名: main.cpp #include <QApplication> #include <QThreadPool> #include "Task.h" int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); for ( int i = 1; i <= 100; ++i) { Task *task = new Task(i); // 创建任务 QThreadPool::globalInstance()->start(task); // 提交任务给线程池，在线程池中执行 } return a.exec(); }

控制台输出如下:

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Start thread 1 at 27:05.541 Start thread 6 at 27:05.541 Start thread 5 at 27:05.541 Start thread 2 at 27:05.541 Start thread 3 at 27:05.541 Start thread 8 at 27:05.541 Start thread 7 at 27:05.541 Start thread 4 at 27:05.541 End thread 6 at 27:06.854 ~Task() with ID 6 End thread 1 at 27:06.854 ~Task() with ID 1 End thread 8 at 27:06.854 ~Task() with ID 8 End thread 3 at 27:06.854 ~Task() with ID 3 End thread 7 at 27:06.854 End thread 4 at 27:06.854 End thread 2 at 27:06.854 ~Task() with ID 7 End thread 5 at 27:06.854 ~Task() with ID 4 ~Task() with ID 2 ~Task() with ID 5 Start thread 9 at 27:06.855 Start thread 10 at 27:06.855 Start thread 11 at 27:06.855 Start thread 12 at 27:06.855 Start thread 13 at 27:06.855

继承 QThread 和使用 QThreadPool 都能进行多线程编程，那么什么时候使用线程池，什么时候继承 QThread 创建线程呢？

频繁创建、耗时短的任务使用线程池来执行更合适，例如通过串口不停地接收到数据，然后交给线程池进行计算处理，如果每接收到一次数据都创建一个新线程就太浪费资源了。耗时长的任务就一般会继承 QThread 使用多线程，例如使用 QProcess 启动一个命令行，和命令行进行交互时就可以这么做。