在Qt（C++）中使用QThread實現多線程

1. 引言

多線程對於須要處理耗時任務的應用頗有用，一方面響應用戶操做、更新界面顯示，另外一方面在「後臺」進行耗時操做，好比大量運算、複製大文件、網絡傳輸等。使用Qt框架開發應用程序時，使用QThread類能夠方便快捷地建立管理多線程。而多線程之間的通訊也可以使用Qt特有的「信號-槽」機制實現。下面的說明以文件複製爲例。主線程負責提供交互界面，顯示覆制進度等；子線程負責複製文件。最後附有能夠執行的代碼。c++

2. QThread使用方法1——重寫run()函數

第一種使用方法是本身寫一個類繼承QThread，並重寫其run()函數。你們知道，C/C++程序都是從main()函數開始執行的。main()函數其實就是主進程的入口，main()函數退出了，則主進程退出，整個進程也就結束了。而對於使用Qthread建立的進程而言，run()函數則是新線程的入口，run()函數退出，意味着線程的終止。複製文件的功能，就是在run()函數中執行的。下面舉個文件複製的例子。自定義一個類，繼承自Qthreadgit

CopyFileThread: public QThread
{
    Q_OBJECT
public:
    CopyFileThread(QObject * parent = 0);

protected:
    void run(); // 新線程入口
// 省略掉一些內容
}

在對應的cpp文件中，定義run()github

void CopyFileThread::run()
{
    // 新線程入口
    // 初始化和操做放在這裏
}

將這個類寫好以後，在主線程的代碼中生成一個CopyFileThread的實例，例如在mainwindow.cpp中寫：網絡

// mainwindow.h中
CopyFileThread * m_cpyThread;

// mainwindow.cpp中
m_cpyThread = new CopyFileThread;

在要開始複製的時候，好比按下「複製」按鈕後，讓這個線程開始執行：多線程

m_cpyThread->start();

注意，使用start()函數來啓動子線程，而不是run()。start()會自動調用run()。線程開始執行後，就進入run()函數，執行復制文件的操做。而此時，主線程的顯示和操做都不受影響。若是須要進行對複製過程當中可能發生的事件進行處理，例如界面顯示覆制進度、出錯返回等等，應該從CopyFileThread中發出信號(signal），並事先鏈接到mainwindow的槽，由這些槽函數來處理事件。框架

3. QThread使用方法2——moveToThread()

若是不想每執行一種任務就自定義一個新線程，那麼能夠自定義用於完成任務的類，並讓它們繼承自QObject。例如，自定義一個FileCopier類，用於複製文件。函數

class FileCopier : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit FileCopier(QObject *parent = 0);

public slots:
    void startCopying();
    void cancelCopying();
}

注意這裏咱們定義了兩個槽函數，分別用於複製的開始和取消。這個類自己的實例化是在主線程中進行的，例如：動畫

// mainwindow.h中
private:
    FileCopier* m_copier;

// mainwindow.cpp中，初始化時
    m_copier = new FileCopier;

此時m_copier仍是屬於主線程的。要將其移動到子線程處理，須要首先聲明並實例化一個QThread：this

// mainwindow.h中
signals:
    void startCopyRsquested();
private:
    QThread * m_childThread; // m_copier將被移動到此線程執行

// mainwindow.cpp中，初始化時
    m_childThread = new QThread; // 子線程，自己不負責複製

而後使用moveToThread()將m_copier移動到新線程。注意moveToThread()是QObject的公有函數，所以用於複製文件的類FileCopier必須繼承自QObject。移動以後啓動子線程。此時複製尚未開始。spa

m_copier->moveToThread(m_childThread); // 將實例移動到新的線程，實現多線程運行
    m_childThread->start(); // 啓動子線程

注意必定要記得啓動子線程，不然線程沒有運行，m_copier的功能也沒法執行。要開始複製，須要使用信號-槽機制，觸發FileCopier的槽函數實現。所以要事先定義信號並鏈接：

// mainwindow.h中
signals:
    void startCopyRsquested();
// mainwindow.cpp中，初始化時
// 使用信號-槽機制，發出開始指令
    connect(this, SIGNAL(startCopyRsquested()), m_copier, SLOT(startCopying()));

當按下「複製」按鈕後，發出信號。

emit startCopyRsquested(); // 發送信號

m_copier在另外一個線程接收到信號後，觸發槽函數，開始複製文件。

4.常見問題

4.1. 子線程中能不能進行UI操做？

Qt中的UI操做，好比QMainWindow、QWidget之類的建立、操做，只能位於主線程！這個限制意味着你不能在新的線程中使用QDialog、QMessageBox等。好比在新線程中複製文件出錯，想彈出對話框警告？能夠，可是必須將錯誤信息傳到主線程，由主線程實現對話框警告。所以通常思路是，主線程負責提供界面，子線程負責無UI的單一任務，經過「信號-槽」與主線程交互。

4.2. QThread中的哪些代碼屬於子線程？

QThread，以及繼承QThread的類（如下統稱QThread），他們的實例都屬於新線程嗎？答案是：不。須要注意的是，QThread自己的實例是屬於建立該實例的線程的。好比在主線程中建立一個QThread，那麼這個QThread實例自己屬於主線程。固然，QThread會開闢一個新線程（入口是run()），可是QThread自己並不屬於這個新線程。也就是說，QThread自己的成員都不屬於新線程，並且在QThread構造函數裏經過new獲得的實例，也不屬於新線程。這一特性意味着，若是要實現多線程操做，那麼你但願屬於新線程的實例、變量等，應該在run()中進行初始化、實例化等操做。本文給出的例子就是這樣操做的。若是你的多線程程序運行起來，會出現關於thread的報警，思考一下，各類變量、實例是否是放對了位置，是否是真的位於新的線程裏。

4.3. 怎麼查看是否是真的實現了多線程？

能夠打印出當前線程。對於全部繼承自QObject的類，例如QMainwindow、QThread，以及自定義的各類類，能夠調用QObject::thread()查看當前線程，這個函數返回的是一個QThread的指針。例如用qDebug()打印：在mainwindow.cpp的某個函數裏、QThread的run()函數裏、自定義類的某個函數裏，寫上：

qDebug() << "Current thread:" << thread();

對比不一樣位置打印的指針，就能夠知道它們是否是位於同一個線程了。

5.範例

範例實現了多線程複製文本文件。提供的範例文件可用QtCreator編譯運行。界面以下（不一樣的操做系統略有不一樣）：

範例中實現了本文介紹的兩種方法，同時也給出了單線程複製對比。打鉤選擇不一樣的複製方法。能夠發現，在使用多線程的時候，界面不會假死，第二根進度條的動畫是持續的；而使用單線程複製的時候，「取消」按鈕按不動，界面假死，並且第二根進度條的動畫也中止了。因爲範例處理的文件很小，爲了讓複製過程持續較長時間以便使得現象明顯，複製文件的時候，每複製一行加入了等待。

範例代碼： https://github.com/Xia-Weiwen/CopyFile