嵌入式Linux应用程序开发-（5）嵌入式QT多线程的简单实现...
本帖最后由 广轻电气091 于 2019-4-16 14:11 编辑嵌入式QT多线程的简单实现（方法一）
本文的内容是拜读完以下文章后的总结，喝水不忘挖井人，感谢前辈的肩膀，让我们这些晚辈少走弯路，走得更远。如果已经理解了原作者的文章，则可完全忽略本文，感谢支持和关注。
https://blog.csdn.net/czyt1988/article/details/64441443
在嵌入式Linux应用程序的开发过程中，多线程永远是一个不可逃避的话题。多线程的出现，可以使一些任务处理更加方便快捷。
使用多线程，可以把原来复杂庞大的系统任务，分解成多个独立的任务模块，方便开发人员管理，使程序架构更加紧凑，更加稳定。
关于线程的简单通俗理解，请参考以下文章：
http://www.ruanyifeng.com/blog/2013/04/processes_and_threads.html
在QT开发过程中，使用多线程，有两种方法：
方法一：继承QThread的 run() 函数，把复杂的循环逻辑放在run() 函数中执行。
方法二：把一个继承于QObject的类，使用moveToThread() 方法，转移到一个QThread的类对象中。
目标：了解QT如何分别使用两种方法，实现多线程编程。
功能：在i.MX6UL开发板上运行多线程实验，并把实验现象在显示屏上进行显示。
方法一：继承QThread类，重载run() 方法。
使用此方法进行QT多线程方法，有一条很重要！很重要！很重要！的规则需要记住：
继承QThread类，创建线程对象后，只有run()方法运行在新的线程里，类对象里面的其他方法都在创建QThread类的线程里运行。
简单地举一个例子：
如果在QT界面的ui线程里，使用继承了QThread的类去定义一个对象qthread，并且重载了run()函数，这个类还有其他函数，那么，调用对象qthread里面的非run()函数，这些函数就会在ui线程中执行，并不会产生新的线程ID。
因此，如果要执行耗时的任务，最好把任务逻辑都写在run()函数中，否则，耗时的任务会把ui阻塞，导致ui出现卡死现象。
还有一点要注意，如果要在非run()函数和run()函数里面，进行qthread对象里面的某一个变量修改，要注意进行加锁操作。因为，run()函数与非run()函数运行于不同的线程。
继承QThread类，重载run()方法，这样开启一个线程比较简单，但在开发过程中，我们更关注以下问题：
1、在ui线程中，调用了继承QThread类里面的方法，会不会造成ui卡顿。
2、在ui线程中，调用了QThread::quit() / QThread::exit()/ QThread::terminate() 会不会停止线程。
3、如何安全地退出一个线程？
4、如何正确地启动一个线程？
> 如何正确地启动一个全局线程？
> 如何正确地启动一个局部线程？
1、为了验证线程的相关问题，我们先编写一段简单的代码，使用QThread类进行线程创建。先用Qt Creator构建一个工程，命名为：005_qthread_test，关于如何构建工程，请参考“第一个嵌入式QT应用程序”的具体内容。
2、双击打开“widget.ui”文件，构建界面，构建后的界面如下图所示：
界面描述：
QThread run：点击此按钮，开始运行使用QThread类进行创建的线程，即运行run()函数。
QThread quit：点击此按钮，执行Qthread::quit()函数。
QThread Terminate：点击此按钮，以安全的方法退出线程。
QThread exit：点击此按钮，执行QThread::exit()函数。
QThread run local：点击此按钮，开始运行一个局部线程。
Clear Browser：清空显示区域的内容。
get something：点击此按钮，在ui线程中调用QThread类里面的函数，观察其线程id
set something：点击此按钮，在ui线程中调用QThread类里面的函数，观察其线程id
do something：点击此按钮，在ui线程中调用QThread类里面的函数，观察其线程id
heartbeat进度条：在ui线程中运行，观察ui线程是否有卡死现象。
thread进度条：在QThread线程中运行，显示线程运行的百分比。
信息窗口：显示程序运行时，各个线程的打印信息。
3、针对以上提出的问题，首先，我们先把已经编译下载好的程序，在开发板中运行起来，看一下实验现象。
点此查看实验视频
实验现象说明：
a.点击 按钮，ThreadFormQThread类（继承于QThread类）里面的run() 函数开始运行。run()函数首先打印线程启动信息，打印当前的线程ID，每隔1秒钟，更新一次thread进度条，打印已运行的次数，打印线程的具体信息。
b.点击 和 ，调用QThread::quit() 和 QThread::exit() 函数，线程并没有停止运行，因此，以上两个函数并不能结束线程的运行。
c.点击 按钮，打印出调用以上三个函数的线程ID，是ui线程ID。这就说明了，在ui线程里调用ThreadFormQThread类对象里面的函数，函数也是运行在ui线程，而非新创建的线程，只有ThreadFormQThread类对象里面的run()函数才以新的线程来运行。
d.点击 按钮，安全退出线程，即安全退出run()函数。
e.点击 按钮，清除显示框的内容。
f.点击 按钮，启动一个新的局部线程，这个线程的父线程不是ui线程，而且，这个线程执行完后，会自动销毁线程运行时的所有资源。
4、新建一个 ThreadFormQThread.h 文件，创建一个继承QThread的类。
class ThreadFromQThread : public QThread
{
Q_OBJECT
signals:
void message(const QString& info);//通过此信号，发送需要打印的message消息
void progress(int present);//通过此信号，发送ProgressBar的进度百分比
public slots:
void stopImmediately(); //调用此槽函数，结束进程
public:
ThreadFromQThread(QObject* par);
~ThreadFromQThread();
void setSomething(); //发送message信号，打印某些信息
void getSomething(); //发送message信号，打印某些信息
void setRunCount(int count);//设置run()函数的循环次数
void run(); //重载run()函数
void doSomething(); //循环打印某些信息
private:
int m_runCount;
QMutex m_lock;
bool m_isCanRun;
};
5、新建一个 ThreadFormQThread.cpp文件，编写类方法的具体实现（详细内容请参见源码），重载run()函数。以下是run()函数的具体实现。
//线程处理任务的函数体，这个run函数会在一个新的线程里运行
void ThreadFromQThread::run()
{
int count = 0;
QString str = QString("%1->%2,thread id:%3").arg(__FILE__).arg(__FUNCTION__).arg((int)QThread::currentThreadId());
emit message(str);
m_isCanRun = true;
while(1)
{
sleep(1);
++count;
emit progress(((float)count / m_runCount) * 100); //发送进度条百分比
emit message(QString("ThreadFromQThread::run times:%1").arg(count));//打印已运行的次数
doSomething();//打印线程的具体信息
if(m_runCount == count) //如果等于线程最大的运行次数，则退出
{
break;
}
//在下面的函数体内，安全退出线程
{
QMutexLocker locker(&m_lock);
if(!m_isCanRun)//在每次循环判断是否可以运行，如果不行就退出循环
{
return;
}
}
}
}
重载run()函数的实现内容，当调用QThread::start()后，这个run()函数就开始进行在新的线程里被调用，刚进入函数时，打印出当前调用run()函数的线程ID，可以看出，跟ui线程是不一样的ID。把m_isCanRun变量设置为true，这个变量用来安全退出线程的，这个变量只能在m_lock这个互斥锁里面被修改。
6、开始回答以上提出的问题，在ui线程中，调用了继承QThread类里面的方法，会不会造成ui卡顿？
void Widget::onButtonQthread1SetSomethingClicked()
{
m_thread->setSomething();//在ui线程中，调用这个函数，这个函数打印来的线程ID是ui的线程ID
}
void Widget::onButtonQthread1GetSomethingClicked()
{
m_thread->getSomething();//在ui线程中，调用这个函数，这个函数打印来的线程ID是ui的线程ID
}
void Widget::onButtonQThreadDoSomthingClicked()
{
m_thread->doSomething();//在ui线程中，调用这个函数，这个函数打印来的线程ID是ui的线程ID
}
如代码所示，在ui线程中，点击按钮，分别通过m_thread对象（注意：m_thread对象是在ui线程中生成的）直接调用里面的函数，里面的函数也是归属于ui线程的，从实验现象可以看出，heartbeat进度条一直在更新，验证了在ui线程中，调用了继承QThread类里面的方法，并不会造成ui卡顿。
7、在ui线程中，调用了QThread::quit() / QThread::exit()/ QThread::terminate() 会不会停止线程？
void Widget::onButtonQthreadQuitClicked()
{
ui->textBrowser->append("m_thread->quit() but not work");
m_thread->quit();
}
void Widget::onButtonQthreadTerminateClicked()
{
//m_thread->terminate(); //调用这个函数，强制退出线程，不建议使用
m_thread->stopImmediately(); //调用这个函数，安全退出线程
}
void Widget::onButtonQThreadExitClicked()
{
m_thread->exit();
}
如代码所示，分别调用QThread::quit() / QThread::exit() / QThread::terminate() 进行退出线程。
从实验现象可以得出，QThread::quit() 和QThread::exit() 这两个函数，并不会让线程退出，因为这两个函数只对QThread::exec()有效。
QThread::terminate()则会强制退出线程，不管线程的运行情况（不建议使用这种方法）。
应该使用stopImmediately()函数，安全退出线程。stopImmediately()函数的内容如下：
void ThreadFromQThread::stopImmediately()
{
{
QMutexLocker locker(&m_lock);
m_isCanRun = false;
}
}
可以看出，在m_lock互斥锁的保护下，把m_isCanRun变量置为false，当run()函数的while循环遇到这个变量为false，则break当前运行的循环，结束线程。
8、如何安全地退出一个线程？
如第7点描述所示，要安全地退出一个线程，可以在外部使用stopImmediately()函数。因为是在ui主线程中调用这个函数的，并使用了互斥锁进行保护。
因此，当这个函数被调用时，会马上把m_isCanRun变量置为false，这样，即可安全地退出run()函数的while循环，run()函数在返回的时候，即被视为线程结束，会发射finish()信号，槽函数onQThreadFinished()即会被调用。
//线程结束后，在窗口打印信息
void Widget::onQThreadFinished()
{
ui->textBrowser->append("ThreadFromQThread finish");
}
9、如何正确地启动一个线程？（全局线程和局部线程）
线程的启动有多种方法，这几种方法都涉及到线程由谁（父线程）去生成，以及线程如何安全地退出。
关于线程的生成和退出，首先需要搞清楚的是线程的生命周期，这个线程的生命周期是否跟ui线程一致（全局线程），还是线程只是临时生成，完成任务后就进行销毁（局部线程）。
全局线程，在创建时，把ui线程作为自己的父对象，当ui线程析构时，全局线程也会进行销毁。但此时，应该关注一个问题：当ui线程结束（窗体关闭）时，全局线程还没有结束，应当如何处理？
如果没有处理好这种情况，在ui线程析构时，强行退出全局线程，会导致程序崩溃。往往这种线程的生命周期是伴随着ui线程一起开始与结束的。
局部线程，也叫临时线程，这种线程一般是要进行一些耗时任务，为了防止ui线程卡死而存在的。同样地，我们更关注以下问题：在局部线程运行期间，如果因为某些因素要停止线程，该如何安全地退出局部线程？
例如，在图片打开期间（还没有完全打开），要切换图片，该如何处理。在音乐播放期间，要切换下一首音乐，应如何处理。
如何正确地启动一个全局线程？
由于是全局线程，因此，在ui窗体构建的时候，线程随即被构建，并且把ui窗体设置为线程的父对象。此时，需要注意的是，不能随便delete线程指针！！！
因为这个线程是伴随着ui线程构建的，存在于QT的循环事件队列中，如果手动delete了线程指针，程序会很容易崩溃。正确的退出方法，可以使用 void QObject::deleteLater() 这个槽函数。
全局线程的创建代码，如下图所示：
Widget::Widget(QWidget *parent) :
QWidget(parent),
ui(new Ui::Widget)
{
ui->setupUi(this);
ui->progressBar->setRange(0,100);
ui->progressBar->setValue(0);
ui->progressBar_heart->setRange(0,100);
ui->progressBar_heart->setValue(0);
connect(ui->pushButton_qthread1,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQThreadClicked()));
connect(ui->pushButton_qthread1_setSomething,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQthread1SetSomethingClicked()));
connect(ui->pushButton_qthread1_getSomething,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQthread1GetSomethingClicked()));
connect(ui->pushButton_qthreadQuit,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQthreadQuitClicked()));
connect(ui->pushButton_qthreadTerminate,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQthreadTerminateClicked()));
connect(ui->pushButton_qthreadExit,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQThreadExitClicked()));
connect(ui->pushButton_doSomthing,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQThreadDoSomthingClicked()));
connect(ui->pushButton_clear_broswer,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonClearBroswerClicked()));
connect(ui->pushButton_qthreadRunLocal,SIGNAL(clicked()),this,SLOT(onButtonQThreadRunLoaclClicked()));
//connect(ui->pushButton_qobjectStart,&QPushButton::clicked,this,&Widget::onButtonObjectMove2ThreadClicked);
//connect(ui->pushButton_objQuit,&QPushButton::clicked,this,&Widget::onButtonObjectQuitClicked);
connect(&m_heart,SIGNAL(timeout()),this,SLOT(heartTimeOut()));
m_heart.setInterval(100);
m_thread = new ThreadFromQThread(this);//在这里创建了一个全局线程
connect(m_thread,SIGNAL(message(QString)),this,SLOT(receiveMessage(QString)));//接收message信号，在窗口打印线程信息
connect(m_thread,SIGNAL(progress(int)),this,SLOT(progress(int)));//接收progress信号，更新进度条
connect(m_thread,SIGNAL(finished()),this,SLOT(onQThreadFinished()));//接收线程结束信号，打印线程结束的消息
m_heart.start(); //启动定时器，不断更新heartbeat进度条
m_currentRunLoaclThread = NULL;
}
在ui窗体构建时，创建一个全局线程对象，并关联槽函数，此时，线程对象已经构建，但线程还没有运行，run()函数还没有执行。
注意，这里没有使用void QObject::deleteLater() 这个槽函数，而是使用了另一种方法来进行线程结束。void QObject::deleteLater() 这个槽函数会在局部线程那里进行使用。
10、要启动线程，点击界面上的 按钮，调用onButtonQThreadClicked() 槽函数，这个函数里面，判断全局线程是否已经运行，如果没有运行，则调用QThread::start()函数，启动线程（即run()函数开始运行）。
void Widget::onButtonQThreadClicked()
{
ui->progressBar->setValue(0);
if(m_thread->isRunning())//判断线程是否已经在运行
{
return;
}
m_thread->start(); //启动线程，执行线程的run()函数
}
如果在线程运行期间，重复调用QThread::start()，其实是不会进行任何处理的。在按钮的槽函数中，也进行了适当的判断。
11、启动运行一个全局线程，是很简单的，但我们更应该关注如何安全退出一个全局线程，因为这个全局线程是在ui线程中进行生成的。
因此，在ui窗口析构时，应该需要判断线程是否已经运行结束（或者主动安全结束线程），才能进行 delete ui 操作。
Widget::~Widget()
{
qDebug() << "start destroy widget";
m_thread->stopImmediately();//由于此线程的父对象是Widget，因此退出时需要进行判断
m_thread->wait(); //在这里，会阻塞等待线程执行完
delete ui;
qDebug() << "end destroy widget";
}
在ui线程析构时，调用 stopImmediately() 安全退出线程，然后调用 QThread::wait() 等待线程结束，QThread::wait()会一直阻塞，这样才不会导致线程还没有结束就 delete ui，造成程序崩溃。
如何正确地启动一个局部线程？
12、启动一个局部线程（运行完自动销毁资源的线程），操作方法跟启动一个全局线程差不多，主要是需要多关联一个槽函数：void QObject::deleteLater() ，这个函数是局部线程安全退出的关键函数。
点击 按钮，调用onButtonQThreadRunLoaclClicked()函数，启动一个局部线程。
//这个函数用来创建局部线程，所谓局部线程，就是运行完后，自动销毁的线程
void Widget::onButtonQThreadRunLoaclClicked()
{
//判断这个局部线程是否已经存在，如果已经存在，则先退出
if(m_currentRunLoaclThread)
{
m_currentRunLoaclThread->stopImmediately();
}
ThreadFromQThread* thread = new ThreadFromQThread(NULL);//这里父对象指定为NULL
connect(thread,SIGNAL(message(QString)),this,SLOT(receiveMessage(QString)));//接收message信号，在窗口打印线程信息
connect(thread,SIGNAL(progress(int)),this,SLOT(progress(int)));//接收progress信号，更新进度条
connect(thread,SIGNAL(finished()),this,SLOT(onQThreadFinished()));//接收线程结束信号，打印线程结束的消息
connect(thread,SIGNAL(finished()),thread,SLOT(deleteLater()));//线程结束后调用deleteLater来销毁分配的内存
//线程销毁时，会发送destroyed信号，然后把临时变量再次赋值为NULL
connect(thread,SIGNAL(destroyed(QObject*)),this,SLOT(onLocalThreadDestroy(QObject*)));
thread->start();//启动线程，执行run()函数
m_currentRunLoaclThread = thread;//保存当前正在运行的线程
}
与全局线程不同的是，局部线程在new ThreadFromQThread(NULL)时，并没有给它指定父对象，deleteLater()槽函数与线程的finish()信号进行绑定，线程结束时，自动销毁线程创建时分配的内存资源。
对于局部线程，还需要注意重复调用线程的情况。对于比较常见的需求，是在局部线程还没有执行完的时候，需要重新启动下一个线程。这时，就需要安全结束本次局部线程，再重新创建一个新的局部线程。
例如：在一张图片还没有加载完成的时候，切换到下一张图片；在一首歌曲还没有播放完成的时候，切换到下一首歌曲。
针对这种情况，我们使用了一个成员变量m_currentRunLoaclThread来记录当前局部线程的运行情况，当m_currentRunLoaclThread变量存在时，先结束线程，然后再生成新的局部线程。
13、除了使用成员变量来记录当前运行的局部线程，还需要关联destroy(QObject*)信号，这个信号用于当前局部线程销毁时，重新把m_currentRunLoaclThread变量置为NULL。
//局部线程销毁函数，
void Widget::onLocalThreadDestroy(QObject *obj)
{
if(qobject_cast<QObject*>(m_currentRunLoaclThread) == obj)
{
m_currentRunLoaclThread = NULL;
}
}
也可以在这个onLocalThreadDestroy(QObject *obj)的槽函数中，进行局部线程的资源回收工作。
14、至此，使用继承QThread类，重载run()方法来创建线程，已经介绍完毕，以下是这种方法的简单总结。
（1）继承QThread类，只有run()方法是运行在新的线程里，其他方法是运行在父线程里。
（2）执行QThread::start()后，再次执行该函数，不会再重新启动线程。
（3）在线程run()函数运行期间，执行QThread::quit()和QThread::exit()，不会导致线程退出。
（4）使用成员变量和互斥锁，可以进行线程的安全退出。
（5）对于全局线程，不应该delete线程指针，在ui窗体析构时，应使用QThread::wait()等 待全局线程执行完毕，再进行delete ui
（6）对于局部线程，要善于使用QObject::deleteLater()和QObject::destroy()来销毁线程。
太高大上了{:lol:}{:lol:}{:lol:}{:lol:}{:lol:}{:lol:}{:lol:}{:lol:}{:lol:} zzh4933 发表于 2019-4-16 14:48
太高大上了
不会呢，静下心来折腾一下，也不是很复杂{:lol:} MARK................. Excellence 发表于 2019-4-16 14:55
MARK.................
感谢关注 顶楼主{:victory:} prince2010 发表于 2019-4-16 16:20
顶楼主
感谢支持 谢谢分享，mark..学习学习 flash3g 发表于 2019-4-16 16:29
谢谢分享，mark..学习学习
感谢关注和支持 顶起来{:victory:} 顶楼主，继续学习 meirenai 发表于 2019-4-17 10:51
顶楼主，继续学习
感谢支持 支持一下！！！ jianbo513 发表于 2019-4-17 11:27
支持一下！！！
感谢支持 支持一下， 感谢楼主的分享！ 请教楼主，如果不是图形界面的应用一般使用 qt 还是 直接用 liunx c 来写呢？ meirenai 发表于 2019-4-17 13:25
请教楼主，如果不是图形界面的应用一般使用 qt 还是 直接用 liunx c 来写呢？ ...
这个主要根据业务的复杂程度来判断，如果是面向过程的应用程序，可以使用Linux C进行开发。如果业务有一定的复杂程度，建议使用C++这类面向对象的语言进行开发 xiaomu 发表于 2019-4-17 13:00
支持一下， 感谢楼主的分享！
感谢支持 如果厂家没有 qt 的移植，自己移植是不是很麻烦，问题多多？
我现在用 ec20 二次开发，移远只提供 linux c 的 sdk，是不是所有都要自己封装（gpio timer 拨号上网等等。。） meirenai 发表于 2019-4-17 17:43
如果厂家没有 qt 的移植，自己移植是不是很麻烦，问题多多？
我现在用 ec20 二次开发，移远只提供 linux c...
如果是原厂没有提供，自己移植可能会稍有困难。如果原厂没有大力度支持，建议不要使用小众芯片进行开发。 顶楼主，讲的很好！ 感谢支持 Jmhh247 发表于 2019-4-18 08:51
顶楼主，讲的很好！
感谢支持 收藏先，多谢楼主！ llysc 发表于 2019-4-18 09:37
收藏先，多谢楼主！
感谢支持 继续更新啊，楼主。就等着看你的课程！ jiang887786 发表于 2019-4-19 14:37
继续更新啊，楼主。就等着看你的课程！
最近因为工作的事情要忙，更新进度会慢点，但不会缺席噢，感谢支持和关注！ 源码下载路径已更改：点击这里 大力支持LZ！！~~
早几年看到这个教材，可能命运就被你改变了！ liujinhan 发表于 2019-4-29 14:13
大力支持LZ！！~~
早几年看到这个教材，可能命运就被你改变了！
感谢支持，命运掌握在你自己手中呢。种一棵好树最好的时间，一是十年前，其次是现在。 QT运行起来，总觉得有点笨重，应该轻量化瘦身一下 abnerle 发表于 2019-5-17 14:38
QT运行起来，总觉得有点笨重，应该轻量化瘦身一下
是有点笨重，但跨平台，做界面也很方便，有利有弊
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