Qt互斥锁(QMutex)的使用、QMutexLocker的使用(含源码+注释)
一、QMutexLocker和QMutex实现示例图
下图为检测QMutexLocker是否上锁成功的示例图(两个线程使用同一个QMutex),源码在文章第四节(源码含详细注释)。
下图为不同QMutex运行时的效果(该图表明两个线程无关,并非sleep影响了另一个线程的运行)
二、QMutex和QMutexLocker的关系(个人理解)
互斥锁(QMutex)在使用时需要在进入和结束的时候使用对应的函数锁定和解锁。在简单的程序中还好,但是在结构复杂的程序中因为需要手动锁定和解锁,很容易忽略细节而出现问题,于是为了应对这种情况QMutexLocker便诞生了(为了简化简化互斥锁的锁定和解锁)。
QMutexLocker通常创建为局部变量,QMutexLocker在创建时传入一个并未锁定(若是锁定可用relock重新锁定或unlock解锁)的QMutex指针变量,并且会将QMutex变量锁定,在释放时会将QMutex变量解锁。(QMutexLocker创建时将传入的QMutex锁定,释放时将传入的QMutex解锁)
三、QMutex使用和QMutexLocker使用
1.QMutex的使用
void CThread::run(){ //互斥锁锁定 m_mutex->lock(); //输出当前线程的线程ID qDebug() << QThread::currentThreadId(); //互斥锁解锁 m_mutex->unlock();}
2.QMutexLocker的使用
void CThread::run(){ //创建QMutexLocker的局部变量,并将类中互斥锁指针传入(此处互斥锁被locker锁定) QMutexLocker locker(m_mutex); qDebug() << QThread::currentThreadId(); //当locker作用域结束locker将互斥锁解锁}
通过1、2的代码比较,我们会发现QMutexLocker的代码中没有手动调用锁定和解锁,由此可看出QMutexLocker简化了互斥锁的锁定和解锁
四、检验QMutexLocker是否将传入的互斥锁锁定
1.操作解释
- 使用两种实现方法完全不同线程测试
- 两个线程使用同一个互斥锁
- 一个线程使用QMutexLocker一个线程单纯使用QMutex
2.CMoveFuncClass(使用moveToThread实现,使用QMutexLocker)
CMoveFuncClass.h
#ifndef CMOVEFUNCCLASS_H#define CMOVEFUNCCLASS_H#include #include class CMoveFuncClass : public QObject{ Q_OBJECTpublic: explicit CMoveFuncClass(QObject *parent = nullptr); ~CMoveFuncClass(); void setMutex(QMutex *mutex);public slots: void doSomething();private: QMutex * m_mutex; //定义一个互斥锁变量};#endif // CMOVEFUNCCLASS_H
CMoveFuncClass.cpp
#include "CMoveFuncClass.h"#include #include CMoveFuncClass::CMoveFuncClass(QObject *parent) : QObject(parent){}CMoveFuncClass::~CMoveFuncClass(){}void CMoveFuncClass::doSomething(){ //创建QMutexLocker的局部变量,并将类中互斥锁指针传入(此处互斥锁被locker锁定) QMutexLocker locker(m_mutex); qDebug() << "我的实现方法为moveToThread" <<"开始3秒睡眠" << "使用QMutexLocker"; qDebug() << "线程ID:" << QThread::currentThreadId(); QThread::sleep(3); //设置线程睡眠3秒(单位为秒) qDebug() << "我的实现方法为moveToThread" <<"线程运行完成,结束睡眠\n\n"; //当locker作用域结束locker将互斥锁解锁}void CMoveFuncClass::setMutex(QMutex *mutex){ m_mutex = mutex;}
3.CThread类(继承QThread实现,单纯使用QMutex)
CThread.h
#ifndef CTHREAD_H#define CTHREAD_H#include #include #include #include class CThread : public QThread{ Q_OBJECTpublic: explicit CThread(QObject *parent = nullptr); ~CThread(); void run(); void setMutex(QMutex *mutex);private: QMutex * m_mutex; //定义一个线程锁变量};#endif // CTHREAD_H
CThread.cpp
#include "CThread.h"#include CThread::CThread(QObject *parent) : QThread(parent){}CThread::~CThread(){}void CThread::run(){ //互斥锁上锁 m_mutex->lock(); qDebug() << "我的实现方法为继承QThread" << "开始3秒睡眠" << "单纯使用QMutex"; qDebug() << "线程ID:" << QThread::currentThreadId(); QThread::sleep(3); //设置线程睡眠3秒(单位为秒) qDebug() << "我的实现方法为继承QThread" <<"线程运行完成,结束睡眠"; //互斥锁解锁 m_mutex->unlock();}void CThread::setMutex(QMutex *mutex){ m_mutex = mutex;}
4.CMainWindow调用类
CMainWindow.h
#ifndef CMAINWINDOW_H#define CMAINWINDOW_H#include #include "CThread.h"#include "CMoveFuncClass.h"namespace Ui {class CMainWindow;}class CMainWindow : public QMainWindow{ Q_OBJECTpublic: explicit CMainWindow(QWidget *parent = 0); ~CMainWindow();signals: void startMoveThread();private slots: void on_startBtn_clicked();//触发方法二函数的信号private: Ui::CMainWindow *ui; CThread *m_cThread;//方法一指针 CMoveFuncClass *m_moveFunc;//方法二指针 QThread *m_thread;//方法二所移至的线程指针 QMutex *m_mutex;//两个线程使用的线程锁};#endif // CMAINWINDOW_H
CMainWindow.cpp
#include "CMainWindow.h"#include "ui_CMainWindow.h"#include CMainWindow::CMainWindow(QWidget *parent) : QMainWindow(parent), ui(new Ui::CMainWindow){ ui->setupUi(this); /方法一/// //new出CThread对象 m_cThread = new CThread; /方法二/// //new一个moveToThread的接收线程并启动 m_thread = new QThread; //new出CMoveFuncClass对象 m_thread->start(); //一定记得启动,否则运行不了 m_moveFunc = new CMoveFuncClass; //连接相应信号槽 connect(this, &CMainWindow::startMoveThread, m_moveFunc, &CMoveFuncClass::doSomething); connect(m_thread, &QThread::finished, m_moveFunc, &QObject::deleteLater); //将对象移至线程 m_moveFunc->moveToThread(m_thread);//创建线程共用的互斥锁 m_mutex = new QMutex; //下方为m_mutex的地方更改为new QMutex,则能实现第一节,第二张图的效果 m_cThread->setMutex(m_mutex); m_moveFunc->setMutex(m_mutex);}CMainWindow::~CMainWindow(){ delete m_mutex; delete m_moveFunc; m_thread->exit(); m_thread->wait(1); delete m_thread; m_cThread->exit(); m_cThread->wait(1); delete m_cThread; delete ui;}void CMainWindow::on_startBtn_clicked(){ //通过start启动方法一线程 m_cThread->start(); //发送信号启动方法二线程 emit startMoveThread();}
运行上方的代码(第一节,第一张效果图)可看出,使用QMutexLocker的线程首先运行,且代码中无锁定和解锁的操作,但另外一个线程依然等该线程运行完成后运行,由此可看出,使用QMutexLocker是实现了互斥锁的锁定和解锁的。
总结
QMutexLocker提供的简化互斥锁锁定和解锁的机制在很多时候时蛮方便的,在使用互斥锁的地方使用QMutexLocker会减去许多安全隐患;不过在多线程循环输出ABC的时候好像就不适合该方法。所以使用类似的类还得按情况而定
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