线程池 当线程的任务量比较大时,频繁创建和销毁线程会有很大的内存开销,此时使用QThread的方法就不合适,应该使用线程池QThreadPool
。QThread适用于常驻内存的任务,QThreadPool适用于不常驻内存,任务量比较大的情况。
QRunnable
是一个非常轻量的抽象类,它的主体是纯虚函数 QRunnable::run()
,我们需要继承它并实现这个函数。使用时需要将其子类的实例放进 QThreadPool 的执行队列,线程池默认会在运行后自动删除这个实例。每一个Qt程序都有一个全局的线程池,我们可以直接使用它,这就不需要手动创建和管理线程池,调用QThreadPool::globalInstance()
得到,可在多个类中共同使用一个线程池。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。
Qt并不是推荐使用其全局线程池,何况实际的项目当中我们通常并不希望仅仅使用一个全局的线程池,而是在需要线程池的工程中都构建和维护自己一个小小的线程池。用QThreadPool pool;
的方式建立一个局部线程池,并由当前类维护,可保证此线程池仅供当前类应用。
常规使用 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。
1 2 3 4 5 6 void clear() //清除所有当前排队但未开始运行的任务 int expiryTimeout() const //线程长时间未使用将会自动退出节约资源,此函数返回等待时间 void setExpiryTimeout(int expiryTimeout) //设置线程回收的等待时间 int maxThreadCount() const //线程池可维护的最大线程数量 setAutoDelete //用来标识是否在运行结束后自动由线程池释放空间 bool waitForDone(int msecs=-1) //等待所有线程运行结束并退出,参数为等待时间-1表示一直等待到最后一个线程退出
代码实现一个QRunnable子类,构造函数参数是其ID,run()
里输出ID和休眠1到3秒,析构函数里输出ID:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 class Task : public QRunnable { public: Task(int id); void run() Q_DECL_OVERRIDE; ~Task(); private: int m_id; }; Task::Task(int id): m_id(id) {} void Task::run() { qDebug().noquote() << QString("Start thread %1 at %2").arg(m_id).arg(QDateTime::currentDateTime().toString("mm:ss.z")); QThread::msleep(1000+qrand()%2000); } Task::~Task() { qDebug().noquote() << QString("deconstruct Task with ID %1").arg(m_id); }
main函数中的代码:
1 2 3 4 5 6 7 8 QThreadPool pool; pool.setMaxThreadCount(3); for(int i=0;i<15;i++) { Task *t = new Task(i); // QThreadPool::globalInstance()->start(t); //使用全局线程池 pool.start(t); // 提交任务给线程池,在线程池中执行 }
在main函数中创建一个本地线程池,最大线程数为3,一次创建了15个线程,线程池不是一个一个运行线程,而是让线程进入队列,批量运行,每次3个。运行结果:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Start thread 0 at 31:05.66 Start thread 2 at 31:05.66 Start thread 1 at 31:05.66 deconstruct Task with ID 2 deconstruct Task with ID 0 Start thread 3 at 31:06.703 deconstruct Task with ID 1 Start thread 4 at 31:06.704 Start thread 5 at 31:06.704 deconstruct Task with ID 3 Start thread 6 at 31:08.173 deconstruct Task with ID 5 Start thread 7 at 31:08.173 deconstruct Task with ID 4 Start thread 8 at 31:08.173 deconstruct Task with ID 6 Start thread 9 at 31:09.507 deconstruct Task with ID 8 Start thread 10 at 31:09.508 deconstruct Task with ID 7 Start thread 11 at 31:09.508 deconstruct Task with ID 9 Start thread 12 at 31:11.009 deconstruct Task with ID 10 Start thread 13 at 31:11.009 deconstruct Task with ID 11 Start thread 14 at 31:11.01 deconstruct Task with ID 14 deconstruct Task with ID 13 deconstruct Task with ID 12
程序当中QRunnable是以指针的形式创建的,是QThreadPool在运行完线程后自动释放,官方文档有一句:QThreadPool takes ownership and deletes QRunnable object automatically
,这也是Qt半自动内存回收机制的一方面。
SIGNAL/SLOT 实现线程池与外界通信 QRunnable 不是 QObject的子类,无法使用信号与槽的机制与外界通信的手段。实现与外界通信有两种方法:
1 2 1. 子类采用QObejct 和 QRunnable多重继承,而且QObject要放在前面,再用信号与槽的机制。 2. 使用`QMetaObject::invokeMethod`。
也就是说,线程通信手段还是那两种。
现在,用线程池实现前一篇的读大文件的程序,思路还是一样的,修改Task类的代码如下:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 class Task : public QObject,public QRunnable { Q_OBJECT public: Task(int id,QWidget* m_w); void run() Q_DECL_OVERRIDE; ~Task(); signals: void toLine(QString line); private: int m_id; QWidget* m_w; //为调用主线程的槽函数做准备 }; void Task::run() { QFile* file = new QFile("E:\qtgui.index"); file->open(QIODevice::ReadOnly); QTextStream *stream = new QTextStream(file); qDebug()<<"do work's thread:"<<QThread::currentThread(); while(!stream->atEnd()) { QString line = stream->readLine(); emit toLine(line); QThread::msleep(15); }
主线程的部分程序:
1 2 3 4 5 6 // QThreadPool pool; pool.setMaxThreadCount(1); Task *t = new Task(1,this); QThreadPool::globalInstance()->start(t); // pool.start(t); connect(t,SIGNAL(toLine(QString)),this,SLOT(appendText(QString)));
修改上面的程序: 将emit toLine(line)
改为QMetaObject::invokeMethod(m_w,"appendText",Qt::AutoConnection,Q_ARG(QString,line));
,主线程中将connect语句去掉即可。
上面的两个程序必须用全局线程池启动线程,如果是本地线程池则无效,还是先运行次线程,阻塞主线程。
QThread和QThreadPool适用的场合 1.耗时的一次计算,I/O或者初始化: 不建议使用QThread,建议使用:QRunnable和QThreadPool结合使用或者直接用QtConcurrent::run
2.周期性的耗时计算或I/O: 使用继承QObject和moveToThread函数的方式,封装到类中,然后后台线程启动驻留,然后信号槽传送计算参数和接收计算的数据。
3.程序线程分模块,例如网络和数据库单独在一个线程或者分别的线程设计: 使用继承QObject和moveToThread函数的方式,封装到类中,然后后台线程启动驻留,然后信号槽传送操作命令和取回结果。(注QWidget的UI操作只能在主线程的)。
4.多个任务执行者,分别的执行,一个调度者: 每个封装一个类,然后执行者和调度者分线程,数个或者单个执行者一个线程,通过信号槽与调度者交互,用moveToThread方式分线程。
5.程序中引用其他库,其他库且有独立的事件循环: 用继承QThread的方式,在run中启用其他库的事件循环,需要与主线程交互的部分采用自定义事件和QCoreApplication::postEvent方式通讯。
6.当不得不重复调用一个方法(比如每秒),许多人会引入多线程,在run
中调用sleep(1),其实这是可以用QTimer的timeout信号取代。
参考:多线程使用QTimer QThreadPool线程池与QRunnable