Qt并发编程

Qt 是一个跨平台的 C++ 应用程序开发框架，广泛用于开发图形用户界面程序，在 Qt 中进行并发编程是提高应用程序性能和响应能力的重要手段，下面将介绍 Qt 中的几种主要并发编程技术。

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1. 多线程（QThread）

Qt 提供了 QThread 类来支持多线程编程，每个 QThread 对象管理一个单独的线程，要在新线程中执行代码，你可以创建一个继承自 QObject 的类，然后将其移动到 QThread 实例中。

// Worker 类，继承自 QObject
class Worker : public QObject
{
    Q_OBJECT
public slots:
    void doWork() {
        // ... 执行一些耗时的操作
    }
};
// 主线程中的代码
QThread thread;
Worker worker;
worker.moveToThread(&thread);
QObject::connect(&thread, &QThread::started, &worker, &Worker::doWork);
QObject::connect(&thread, &QThread::finished, &app, &QCoreApplication::quit);
thread.start();

2. 信号与槽机制（Signals and Slots）

Qt 的信号与槽机制是其核心特性之一，允许在不同的线程之间安全地传递信息和执行函数调用，当一个特定的信号被发射时，与之关联的槽函数将会被自动调用。

// 假设有一个信号 progressUpdate(int)
signals:
    void progressUpdate(int value);
// 在另一个类中定义槽函数
public slots:
    void updateProgressBar(int value) {
        // 更新进度条
    }

使用 QObject::connect() 函数连接信号与槽：

QObject::connect(&objectWithSignal, SIGNAL(progressUpdate(int)),
                 &objectWithSlot, SLOT(updateProgressBar(int)));

3. 并发数据结构（Concurrent Data Structures）

Qt 提供了一些线程安全的数据结构，如 QQueue、QStack 等，它们可以在多个线程之间共享而无需额外的同步措施。

QQueue queue;
queue.enqueue(1);
int item = queue.dequeue();

4. 锁（Locking）

为了避免多个线程同时访问共享资源导致的数据竞争，Qt 提供了几种锁机制，如 QMutex、QReadWriteLock 等。

QMutex mutex;
mutex.lock();
// 访问共享资源
mutex.unlock();

5. Qt Concurrent 模块

Qt Concurrent 模块提供了高级并发接口，如 QFuture 和 QFutureWatcher，可以用于异步执行任务并处理结果。

QFuture future = QtConcurrent::run([=]() {
    // 执行耗时操作
});
QFutureWatcher watcher;
watcher.setFuture(future);
QObject::connect(&watcher, &QFutureWatcher::finished,
                 [=]() {
                     // 处理结果或继续其他操作
                 });
watcher.start();

6. QThreadPool 和 QRunnable

QThreadPool 是一个管理线程的类，可以用来执行多个 QRunnable 任务。QRunnable 是一个轻量级的类，其实例可以被 QThreadPool 自动执行。

QThreadPool *pool = QThreadPool::globalInstance();
QRunnable *runnable = new MyRunnable;
pool>start(runnable);

上文归纳

Qt 提供了丰富的并发编程工具和技术，从基础的多线程支持到高级的并发模块，使得开发者可以根据不同的需求选择合适的方法来实现高效的并发处理，在使用这些工具时，需要注意线程安全问题，合理地使用锁和同步机制，以及通过信号与槽机制在不同线程间传递信息，通过这些技术，你可以创建出高性能且响应迅速的 Qt 应用程序。

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