解锁QT线程：同步互斥那些事儿_qt多线程提供的类同步互斥提供的类有哪些-优快云博客

以我们日常使用的视频播放软件为例，它通常涉及多个线程协同工作。一个线程负责解码视频数据，另一个线程负责播放音频，还有一个线程用于响应用户的操作，比如暂停、快进等。当用户在播放视频时进行暂停操作，暂停指令需要被准确无误地传达给负责视频解码和音频播放的线程，这就需要线程间的同步，以确保各个线程能协调一致地工作。

假设没有线程同步机制，会发生什么情况呢？当多个线程同时访问和修改共享数据时，就可能出现数据冲突。比如两个线程都要对视频的播放进度进行修改，一个线程想将进度快进 10 秒，另一个线程想将进度倒退 5 秒，如果这两个操作同时进行，就可能导致播放进度出现混乱，视频播放也会出现异常。这就好比两个人同时转动一个方向盘，汽车的行驶方向必然会失控。

除了防止数据冲突，线程同步互斥还有一个重要作用，就是确保任务的顺序执行。在视频播放软件中，音频和视频的播放需要保持一定的同步性，否则就会出现画面和声音不同步的现象。这就要求负责音频播放和视频播放的线程按照特定的顺序和时间间隔进行工作，通过同步机制可以有效地实现这一目标。

在多线程编程中，线程同步互斥是不可或缺的。它就像交通规则一样，确保各个线程在共享资源的 “道路” 上有序行驶，避免冲突和混乱，从而保证程序的稳定运行。接下来，我们将深入探讨 QT 中实现线程同步互斥的具体机制和方法。

二、QT 线程同步互斥基础概念

2.1 线程同步

线程同步，简单来说，就是让多个线程按照预定的顺序协同工作，就像一场精心编排的舞蹈表演，每个舞者都有自己的动作和节奏，但又需要相互配合，才能呈现出完美的演出。在 QT 中，线程同步主要用于解决多个线程之间对共享资源的访问冲突问题，确保在同一时刻，只有一个线程能够访问共享资源，从而保证数据的一致性和完整性。

假设有一个包含 2 万个整数的数组，我们需要计算这个数组中所有整数的和。如果使用单线程来计算，可能会花费较长的时间。为了提高计算效率，我们可以将这个数组分成多个部分，每个部分由一个线程来计算，最后再将各个线程的计算结果汇总起来。这就好比一场接力赛，每个线程都是一名运动员，负责跑完自己的那一棒，最后将接力棒传递给下一个线程，直到完成整个比赛。

在这个例子中，线程同步就显得尤为重要。如果没有线程同步机制，可能会出现这样的情况：当一个线程正在计算某个部分的和时，另一个线程也开始计算同一个部分，或者在一个线程还没有计算完成时，就开始汇总结果，这样就会导致计算结果错误。为了避免这种情况的发生，我们需要使用线程同步机制，让各个线程按照一定的顺序依次执行，确保每个线程在计算时，不会受到其他线程的干扰。

2.2 线程互斥

线程互斥，是指当多个线程同时访问和修改共享资源时，为了避免数据不一致的问题，需要保证在同一时刻，只有一个线程能够访问和修改共享资源，其他线程必须等待，直到当前线程释放对共享资源的访问权限。线程互斥可以看作是一种特殊的线程同步，它主要用于保护共享资源，防止多个线程同时对其进行访问和修改。

举个例子，假设我们有一个银行账户，多个线程同时对这个账户进行存款和取款操作。如果没有线程互斥机制，可能会出现这样的情况：当一个线程正在读取账户余额并准备进行取款操作时，另一个线程也读取了相同的账户余额，并进行存款操作，然后两个线程都将自己的操作结果写回账户，这样就会导致账户余额出现错误。为了避免这种情况的发生，我们需要使用线程互斥机制，让每个线程在进行存款或取款操作时，先获取对账户的访问权限，操作完成后再释放权限，这样就能保证在同一时刻，只有一个线程能够对账户进行操作，从而避免数据不一致的问题。

在 QT 中，实现线程互斥的常用方法是使用互斥锁（QMutex）。互斥锁就像是一把钥匙，当一个线程获取到这把钥匙时，就可以进入临界区（即访问共享资源的代码段），其他线程则必须等待，直到这个线程离开临界区并释放钥匙。通过这种方式，互斥锁可以有效地保护共享资源，确保在同一时刻，只有一个线程能够访问和修改共享资源。

三、QT 实现同步互斥的关键类与方法

3.1 QMutex 类：互斥锁的运用

QMutex 类是 QT 中实现线程互斥的基础工具，它就像是一扇只能容纳一人通过的门，当一个线程进入临界区（访问共享资源的代码段）时，会将这扇门锁上，其他线程只能在门外等待，直到该线程离开临界区并解锁，其他线程才有机会进入。

下面我们通过一个简单的代码示例来看看 QMutex 的具体用法。假设我们有两个线程，它们都需要访问和修改一个共享的整数变量。如果没有同步机制，这两个线程同时访问和修改这个变量时，就可能会出现数据不一致的问题。

#include <QCoreApplication>

#include <QThread>

#include <QMutex>

#include <QDebug>

// 共享资源

int sharedData = 0;

// 创建互斥锁

QMutex mutex;

class Thread1 : public QThread {

public:

void run() override {

for (int i = 0; i < 5; ++i) {

// 锁定互斥锁

mutex.lock();

sharedData++;

qDebug() << "Thread1: " << sharedData;

// 解锁互斥锁

mutex.unlock();

// 线程休眠一段时间，模拟其他操作

QThread::msleep(100);

}

}

};

class Thread2 : public QThread {

public:

void run() override {

for (int i = 0; i < 5; ++i) {

// 锁定互斥锁

mutex.lock();

sharedData--;

qDebug() << "Thread2: " << sharedData;

// 解锁互斥锁

mutex.unlock();

// 线程休眠一