實現線程的互斥與同步常使用的類有QMutex、QMutexLocker、QReadWriteLocker、QReadLocker、
QWriteLocker、QSemaphore和QWaitCondition。
下面舉一個例子加以說明：

class Key { public: Key() {key=0;} int creatKey() {++key; return key;} int value()const {return key;} private: int key; };

在多線程環境下，這個類是不安全的，因為存在多個線程同時修改私有成員key，其結果是不可預知
的。
雖然Key類產生主鍵的函數creatKey()只有一條語句執行修改成員變量key的值，但是C++的“++”操作符
并不是原子操作，通常編譯后，它將被展開成為以下三條機器命令：
（1）將變量值載入寄存器。
（2）將寄存器中的值加1。
（3）將寄存器中的值寫回主存。

一、互斥量

1、QMutex類

QMutex類的lock()函數用于鎖住互斥量。如果互斥量處于解鎖狀態，則當前線程就會立即抓住并鎖定它，否則當前線程就會被阻塞，直到持有這個互斥量的線程對它解鎖。線程調用lock()函數后就會持有這個互斥量，直到調用unlock()操作為止。 QMutex類還提供了一個tryLock()函數。如果互斥量已被鎖定，則立即返回。 例如：

class Key { public: Key() {key=0;} int creatKey() { mutex.lock(); ++key; return key; mutex. unlock();} int value()const { mutex.lock(); return key; mutex.unlock();} private: int key; QMutex mutex; };

2、QMutexLocker類

Qt提供的QMutexLocker類可以簡化互斥量的處理，它在構造函數中接收一個QMutex對象作為參數并將其鎖定，在析構函數中解鎖這個互斥量，這樣就解決了以上問題。
例如：

class Key { public: Key() {key=0;} int creatKey() { QmutexLocker locker(&mutex); ++key; return key; } int value()const { QmutexLocker locker(&mutex); return key; } private: int key; QMutex mutex; };

locker()函數作為局部變量會在函數退出時結束其作用域，從而自動對互斥量mutex解鎖。

二、信號量

信號量可以理解為對互斥量功能的擴展，互斥量只能鎖定一次而信號量可以獲取多次，它可以用來保護一定數量的同種資源。信號量的典型用例是控制生產者/消費者之間共享的環形緩沖區。 生產者/消費者實例中對同步的需求有兩處：
（1）如果生產者過快地生產數據，將會覆蓋消費者還沒有讀取的數據。
（2）如果消費者過快地讀取數據，將越過生產者并且讀取到一些過期數據。
針對以上問題，有兩種解決方法：
（1）首先使生產者填滿整個緩沖區，然后等待消費者讀取整個緩沖區，這是一種比較笨拙的方 法。
（2）使生產者和消費者線程同時分別操作緩沖區的不同部分，這是一種比較高效的方法。
具體使用方法見如下代碼：
（1）在源文件“main.cpp”中添加的具體實現代碼如下：

#include <QCoreApplication> #include <QSemaphore> #include <QThread> #include <stdio.h> const int DataSize=1000; const int BufferSize=80; int buffer[BufferSize]; //首先，生產者向buffer中寫入數據，直到它到達終點，然后從起點重新開始覆蓋已經存在的數據。消費者讀取前者生產的數據，在此處每個int字長都被看成一個資源，實際應用中常會在更大的單位上進行操作，從而減少使用信號量帶來的開銷。 QSemaphore freeBytes(BufferSize); // freeBytes信號量控制可被生產者填充的緩沖區部分，被初始化為BufferSize(80)，表示程序一開始有BufferSize個緩沖區單元可被填充。 QSemaphore usedBytes(0); // usedBytes信號量控制可被消費者讀取的緩沖區部分，被初始化為0， 表示程序一開始時緩沖區中沒有數據可供讀取。

（2）Producer類繼承自QThread類，作為生產者類，其聲明如下：

class Producer : public QThread { public: Producer(); void run(); };

Producer構造函數中沒有實現任何內容：

Producer::Producer() { }

Producer::run()函數的具體實現代碼如下：

void Producer::run() { for(int i=0;i<DataSize;i++) { freeBytes.acquire(); //生產者線程首先獲取一個空閑單元，如果此時緩沖區被消費者尚未讀取的數據填滿，對此函數的調用就會阻塞，直到消費者讀取了這些數據為止。 buffer[i%BufferSize]=(i%BufferSize); //一旦生產者獲取了某個空閑單元，就使用當前的緩沖區單元序號填寫這個緩沖區單元。 usedBytes.release(); //調用該函數將可用資源加1，表示消費者此時可以讀取這個剛剛填寫的單元了。 } }

release(n)函數用于釋放n個資源。
（3）Consumer類繼承自QThread類，作為消費者類，其聲明如下：

class Consumer : public QThread { public: Consumer(); void run(); };

Consumer構造函數中沒有實現任何內容：

Consumer::Consumer() { }

Consumer::run()函數的具體實現代碼如下：

void Consumer::run() { for(int i=0;i<DataSize;i++) { usedBytes.acquire(); //消費者線程首先獲取一個可被讀取的單元，如果緩沖區中沒有包含任何可以讀取的數據，對此函數的調用就會阻塞，直到生產者生產了一些數據為止。fprintf(stderr,"%d",buffer[i%BufferSize]); //一旦消費者獲取了這個單元，會將這個單元的內容打印出來。 if(i%16==0&&i!=0) fprintf(stderr,"\n"); freeBytes.release(); //調用該函數使得這個單元變為空閑，以備生產者下次填充。 }fprintf(stderr,"\n"); }

（4）main()函數的具體內容如下：

int main(int argc, char *argv[]) { QCoreApplication a(argc, argv); Producer producer; Consumer consumer; /* 啟動生產者和消費者線程 */ producer.start(); consumer.start(); /* 等待生產者和消費者各自執行完畢后自動退出 */ producer.wait(); consumer.wait(); return a.exec(); }

（5）最終運行結果如下圖所示：

總結

以上是生活随笔為你收集整理的QT学习：多线程控制的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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