Qt多线程通信

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【QT】：线程之间的通信操作(主线程与子线程，子线程与子线程和主线程同时通信，附源码案例) 多线程之间的变量传递阅读详情

AI摘要

本文详细介绍了Qt中线程间通信的两种主要方式：共享内存和信号槽机制。重点讲解了如何使用信号槽机制在不同线程间传递数据，包括基本类型和自定义类型的数据传递方法。

简述：

1> Qt线程间共享数据主要有两种方式：

1）使用共享内存。即使用一个两个线程都能够共享的变量（如全局变量），这样两个线程都能够访问和修改该变量，从而达到共享数据的目的。

2）使用singal/slot机制，把数据从一个线程传递到另外一个线程。

第一种方法在各个编程语言都普遍使用，而第二种方法是QT的特有的，本文主要介绍第二种。
2 > 槽参数类型

1) 在线程间使用信号槽进行通信时，槽参数必须使用元数据类型的参数；

2) Qt内生的元数据类型，如int double QString等；

3) 如果要用自定义的数据类型，需要在connect之前将其注册（qRegisterMetaType）为元数据类型。

4) 线程间用“信号与槽”传递引用参数的话，要加const，因为const文字常量存在常量区中，生命周期与程序一样的长。这样可以避免slot调用的时候参数的运行期已过而使引用无效。

connect(m_thread, SIGNAL(MsgSignal(const QString&)),
this, SLOT(OnMsgSignal(const QString&)));

3 > Q_DECLARE_METATYPE与qRegisterMetaType
Q_DECLARE_METATYPE

如果要使自定义类型或其他非QMetaType内置类型在QVaiant中使用，必须使用该宏。

该类型必须有公有的构造、析构、复制构造函数。

qRegisterMetaType

必须使用该函数的两种情况：

如果非QMetaType内置类型要在Qt的属性系统中使用。

如果非QMetaType内置类型要在queued 信号与槽中使用。

两者的关系：

Q_DECLARE_METATYPE展开后是一个特化后的类QMetaTypeId<TYPE>

qRegisterMetaType将某类型注册到MetaType系统中。

QMetaTypeId<TYPE>的类中成员包含对qRegisterMetaType的调用。

1、传递int参数（主线程与子线程）

testthread.h 文件

#ifndef TESTTHREAD_H  
#define TESTTHREAD_H  
  
#include <QThread>  
  
#include "msg.h"  
  
class TestThread : public QThread  
{  
    Q_OBJECT  
public:  
    explicit TestThread(QObject *parent = 0);  
  
protected:  
    void run();  
  
signals:  
    void TestSignal(int);  
  
private:  
    Msg msg;  
};  
  
#endif // TESTTHREAD_H

testthread.cpp文件

#include "testthread.h"  
  
TestThread::TestThread(QObject *parent) :  
    QThread(parent)  
{  
}  
  
void TestThread::run()  
{  
    //触发信号  
    emit TestSignal(123);  
}

自定义的类继承了QThread类，重写run函数，然后触发TestSignal信号。

mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H  
#define MAINWINDOW_H  
  
#include <QMainWindow>  
  
#include "testthread.h"  
  
namespace Ui {  
class MainWindow;  
}  
  
class MainWindow : public QMainWindow  
{  
    Q_OBJECT  
  
public:  
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);  
    ~MainWindow();  
  
private slots:  
    void DisplayMsg(int);  
  
private:  
    Ui::MainWindow *ui;  
    TestThread *t;  
};  
  
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

#include "mainwindow.h"  
#include "ui_mainwindow.h"  
  
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :  
    QMainWindow(parent),  
    ui(new Ui::MainWindow)  
{  
    ui->setupUi(this);  
  
    //进行connect前必须实例化  
    t = new TestThread();     
  
    connect(t, SIGNAL(TestSignal(int)), this, SLOT(DisplayMsg(int)));  
  
    //执行子线程  
    t->start();   
}  
  
void MainWindow::DisplayMsg(int a)  
{  
    ui->textBrowser->append(QString::number(a));  
}  
  
MainWindow::~MainWindow()  
{  
    delete ui;  
}

Mainwindow里面连接信号槽，并且将收到的int参数显示在界面上。
运行效果：

2、传递自定义参数（主线程与子线程）

对以上程序进行简单的修改，使它传递自定义消息。

testthread.h 文件

#ifndef TESTTHREAD_H  
#define TESTTHREAD_H  
  
#include <QThread>  
  
#include "msg.h"  
  
class TestThread : public QThread  
{  
    Q_OBJECT  
public:  
    explicit TestThread(QObject *parent = 0);  
    Msg msg;  
  
protected:  
    void run();  
  
signals:  
    void TestSignal(Msg);   //自定义消息Msg!!!  
};  
  
#endif // TESTTHREAD_H

testthread.cpp文件

#include "testthread.h"  
  
TestThread::TestThread(QObject *parent) :  
    QThread(parent)  
{  
}  
  
void TestThread::run()  
{  
    msg.int_info = 999;  
    msg.str_info = "Hello Main Thread!";  
    //触发信号  
    emit TestSignal(msg);  
}

mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H  
#define MAINWINDOW_H  
  
#include <QMainWindow>  
  
#include "testthread.h"  
#include "msg.h"  
  
namespace Ui {  
class MainWindow;  
}  
  
class MainWindow : public QMainWindow  
{  
    Q_OBJECT  
  
public:  
    explicit MainWindow(QWidget *parent = 0);  
    ~MainWindow();  
  
private slots:  
    void DisplayMsg(Msg);   //Msg!!!  
  
private:  
    Ui::MainWindow *ui;  
    TestThread *t;  
};  
  
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

#include "mainwindow.h"  
#include "ui_mainwindow.h"  
  
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :  
    QMainWindow(parent),  
    ui(new Ui::MainWindow)  
{  
    ui->setupUi(this);  
  
    //进行connect前必须实例化  
    t = new TestThread();  
  
    //Msg!!!  
    connect(t, SIGNAL(TestSignal(Msg)), this, SLOT(DisplayMsg(Msg)));  
  
    //执行子线程  
    t->start();  
}  
  
void MainWindow::DisplayMsg(Msg msg)  
{  
    ui->textBrowser->append(QString::number(msg.int_info));  
    ui->textBrowser->append(msg.str_info);  
}  
  
MainWindow::~MainWindow()  
{  
    delete ui;  
}

此时再进行编译，编译通过，但Qt Creator会有提示：

QObject::connect: Cannot queue arguments of type 'Msg'  
(Make sure 'Msg' is registered using qRegisterMetaType().)

并且运行程序时会发现，信号发送了，槽函数始终不调用。

如果将槽参数注册为元数据类型，即mainwindow.cpp文件改动一下：

ui->setupUi(this);  
  
qRegisterMetaType<Msg>("Msg");

此时便可正常运行：

3、传递自定义参数（子线程与子线程）

原理同上，然后把connect函数中的第三参数this（主线程）改成要监听的另一个线程对象就好了（QT多么健壮、友好、强大）。
connect(t, SIGNAL(TestSignal(Msg)), this, SLOT(DisplayMsg(Msg)));  
前提是全部的线程都要在主线程里面实例化（new）。

4、传递自定义结构体参数（子线程与子线程）

实现子线程与GUI子线程的参数进行传递。

线程

头文件 ABFThread.h

public:  
  
    struct G_ABFTableSrcUnit  
    {  
        int a;  
        int b;  
        int c;  
        float d;  
        float e;  
        unsigned int f;  
        float Gg;  
      
        QString waveformTypel;  
    };  
  
public slots:  
  
    void parameterPassing(abfThread::G_ABFTableSrcUnit); //线程自己调用自己的结构体。。。必须这么写不然主线程会报错的  错误是参数内容不一样

ABFThread.cpp

void abfThread::parameterPassing(abfThread::G_ABFTableSrcUnit)  
{  
  
}

GUI线程

radarControl.h

#include "abfThread"  
  
private:  
    Ui::radarControl *ui;  
  
    abfThread::G_ABFTableSrcUnit mst_abfSrcUnit;  
  
  
signals:  
    void sendString(abfThread::G_ABFTableSrcUnit);

radarControl.cpp
按下按钮就发射信号

void radarControl::on_pushButton_clicked()  
{  
    emit sendString(mst_abfSrcUnit);  
}

mainwindow.h

#include "abfThread.h"  
#include "radarControl.h"

mainwindow.cpp

radarInterface = new radarControl();  
m_ABFThread = new QThread();  
m_ABF = new abfThread();  
m_ABF->moveToThread(m_ABFThread);  
m_ABFThread->start();  
  
qRegisterMetaType<abfThread::G_ABFTableSrcUnit>("abfThread::G_ABFTableSrcUnit");  
connect(radarInterface,SIGNAL(sendString(abfThread::G_ABFTableSrcUnit)),m_ABF,SLOT(parameterPassing(abfThread::G_ABFTableSrcUnit)));  
//除了注册结构体外  还要保证传递的参数写法要一样  这就是为什么 前面线程自己定义的结构体自己调用自己的原因了

小结：

1 > Qt的信号槽函数只默认支持Qt的类型和C++提供的内建的基本类型，比如int double float等，根本不支持C++的std::string std::vector 自定义的struct类型。所以需要用Qt提供的Q_DECLARE_METATYPE和qRegisterMetaType来声明和注册自定义的类型和C++的其他类型。
2 > 多线程间的信号槽传递，在connect的时候需要以Qt::QueuedConnection的方式，不然以Qt::DirectConnection的方式接收者UI线程会很长时间收不到后台线程发出的信号，或者信号直接丢失都是有可能的