QThread和std::thread_业界新闻

发布时间:2024-07-17 21:20

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在 Qt 中，我们经常会用到多线程，这时候就需要纠结是使用 Qt 的 QThread 还是使用 C++ 标准库的 std::thread。

这里记录一下我自己的理解，先介绍一下 QThread 和 std::thread 的使用方法，对比一下他们的不同，最后说一下我理解的应该怎么选择这两种方法。

QThread使用方法

QThread 的使用有两种方法，一种是继承 QThread，然后重写 run() 函数，这种方法适合执行单个任务，比如计算某个耗时操作，执行完即可，不需要线程常驻。在 Qt5 之后 Qt 官方已经不推荐这种使用方法了，所以在这里也不赘述了。

在 Qt5 之后，推荐的方法是创建一个工作类继承于 QObject，将工作对象通过 movetothread() 函数移动到一个新的线程中，这种方法更符合 Qt 的对象模型，并且更易于管理线程的生命周期和资源。下面是一个示例：

class Worker : public QObject {     Q_OBJECT public:     Worker();     ~Worker();      void doWorkA() {         qDebug() << "Worker thread ID:" << QThread::currentThreadId();         emit sigReadData("doWorkA");     }      void doWorkB() {         qDebug() << "Worker thread ID:" << QThread::currentThreadId();         emit sigResultReady();     }  signals:     void sigReadData(QString data);     void sigResultReady(); };

QThread *thread = new QThread(); Worker *worker = new Worker();  worker->moveToThread(thread);  // 连接信号槽 QObject::connect(worker, &Worker::sigReadData, this, &::); QObject::connect(worker, &Worker::sigResultReady, thread, &QThread::quit); QObject::connect(worker, &Worker::sigResultReady, worker, &QObject::deleteLater); QObject::connect(thread, &QThread::finished, thread, &QObject::deleteLater); // 线程完成后自动删除  qDebug() << "Main thread ID:" << QThread::currentThreadId();  thread->start(); worker->doWorkA(); worker->doWorkB();

这个 Worker 类没有做任何特别的事情，但它包含所有必需的元素。在这个例子中， doWorkA() 被调用时可以做一些你自己的处理，处理完后发送 sigReadData() 给主线程，doWorkB() 完成后它会发出信号 sigResultReady()，然后该信号将连接到 QThread 的槽 quit()，触发 QThread 的事件循环退出。事件循环退出后，QThread::finished() 信号被触发，连接到槽 QObject::deleteLater()，自动删除 QThread 对象。

顺便说一句，这里要注意的非常重要的一件事是你永远不应该在 QObject 类的构造函数中分配堆对象（使用 new）。如果在构造函数中new，会报错 QObject:Cannot create children for a parent that is in a different thread。这个报错是由于这个 new 分配是在主线程，而不是新的子线程 QThread 实例上的。这意味着新创建的对象是由主线程拥有的，而不是 QThread 实例。所以，应该在 Worker 类的函数或者槽函数中分配此类资源，例如在 doWorkA() 或者doWorkB() 中使用new。在这种情况下，当调用该对象时，该对象将位于新线程实例上，因此新的线程实例将拥有该资源。

std::thread使用方法

std::thread 是 C++11 引入的标准线程库，用于创建和管理线程。它提供了一种轻量级的方法来实现多线程编程，适合需要高性能和低延迟的应用。以下是 std::thread 的基本使用方法，可以使用下面几种方法创建线程：

#include <iostream> #include <thread>  class MyClass { public:     void memberFunction() {         std::cout << "Hello from member function!" << std::endl;     } };  void threadFunction() {     std::cout << "Thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl; }  int main() {     // 使用函数指针     std::thread t1(threadFunction);     std::cout << "Main thread ID: " << std::this_thread::get_id() << std::endl;     if (t1.joinable()) {         t1.join();    // 等待线程完成     }      // 使用成员函数     MyClass obj;     std::thread t2(&MyClass::memberFunction, &obj); // 传递对象指针     if (t2.joinable()) {         t2.join();    // 等待线程完成     }      // 使用lambda表达式     std::thread t3([](){         std::cout << "Hello from thread!" << std::endl;     });     if (t3.joinable()) {         t3.join();    // 等待线程完成     }      return 0; }

管理线程有两个函数，一个是上面已经使用过的 join()，另一个是 detach()：

std::thread t(threadFunction); t.join(); // 阻塞主线程，直到 t 线程完成

std::thread t(threadFunction); t.detach(); // 将线程与当前线程分离，允许 t 独立运行 // 注意：必须确保分离的线程在程序退出前完成

QThread和std::thread的选择

在我看来，QThread 不仅仅是一个简单的线程类，它更像一个线程管理器。提供了与 Qt 框架的无缝集成，特别是与信号槽机制的结合使用，使得多线程编程更加方便和高效。我们可以把部分功能封装在一个工作对象中，然后把这个对象 movetothread，这样通过这个对象调用封装的所有方法，都是在子线程中进行，我只需要通过Qt的信号槽把子线程中我需要的数据传出来接收就可以在主线程或者UI上显示，而不会卡住主线程或者UI。

例如，我要控制一个打印机或者串口，需要连接设备、发送消息和一直接收消息等功能，我们把这几个功能封装在一个打印机类或者串口类中。创建对象，然后通过 movetothread() 把这个类放到子线程，这样我们就可以把连接、发送接收处理消息这些功能都放到子线程中，而不影响主线程，接收到的消息需要传给主线程并显示的话就发送信号给主线程。

而对于一些简单的多线程任务，例如并行计算、独立的后台任务等，使用 std::thread 可以更加轻便、直接和高效。std::thread 相对轻量，没有额外的框架依赖，适用于需要高性能和低开销的多线程操作。并且，std::thread 是 C++ 标准的一部分，保证了跨平台的一致性。如果需要在不同的平台上开发和运行代码，std::thread 提供了一种标准化的方法。

总结一下：