Qt--多線程間的互斥

一.多線程間的互斥

臨界資源--每次只允許一個線程進行訪問的資源
線程間的互斥--多個線程在同一個時刻需要訪問臨界資源
QMute類是一把線程鎖，保證線程間的互斥--利用線程鎖能夠保證臨界資源的安全性
QMutex中的關鍵成員函數
void lock()--當鎖空閑時，獲取鎖并繼續執行；當鎖被獲取時，阻塞并等待釋放
void unlock()--釋放鎖(同一把鎖的獲取和釋放必須在同一線程中成對出現 )
A.生產消費者問題
1.有n個生成者同時制造產品，并把產品放入倉庫中
2.有m個消費者同時需要從倉庫中取出產品
所定的規則是--當倉庫未滿，任意生產者可以存入產品，當倉庫未空，任意消費者可以取出產品
代碼示例

#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QMutex>
#include <QDebug>

static QMutex g_mutex;//線程鎖
static QString g_store;

class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        int count = 0;

        while(true)
        {
            g_mutex.lock();

            g_store.append(QString::number((count++) % 10));

            qDebug() << objectName() << " : " + g_store;

            g_mutex.unlock();

            msleep(1);
        }
    }
};

class Customer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            g_mutex.lock();

            if( g_store != "" )
            {
                g_store.remove(0, 1);

                qDebug() << objectName() << " : " + g_store;
            }

            g_mutex.unlock();

            msleep(1);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p;
    Customer c;

    p.setObjectName("Producer");
    c.setObjectName("Customer");

    p.start();
    c.start();

    return a.exec();
}

運行的結果

B.線程的死鎖概念--線程間相互等待臨界資源而造成彼此無法繼續執行
發生死鎖的條件
1.系統中存在多個臨界資源且臨界資源不可搶占
2.線程需要多個臨界資源才能繼續執行

死鎖的避免
1.對所有的臨界資源都分配一個唯一的序號
2.對應的線程鎖也分配同樣的序號
3.系統中的每個線程按照嚴格遞增的次序請求資源
信號量的概念
1.信號量是特殊的線程鎖
2.信號量允許N個線程同時訪問臨界資源
3.Qt支持信號量

#include <QtCore/QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QSemaphore>
#include <Qdebug>

const int SIZE = 5;
unsigned char g_buff[SIZE] = {0};
QSemaphore g_sem_free(SIZE);
QSemaphore g_sem_used(0);

class Producer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            int value = qrand() % 256;

            g_sem_free.acquire();

            for(int i=0; i<SIZE; i++)
            {
                if( !g_buff[i] )
                {
                    g_buff[i] = value;

                    qDebug() << objectName() << " generate: {" << i << ", " << value << "}";

                    break;
                }
            }

            g_sem_used.release();

            sleep(2);
        }
    }
};

class Customer : public QThread
{
protected:
    void run()
    {
        while( true )
        {
            g_sem_used.acquire();

            for(int i=0; i<SIZE; i++)
            {
                if( g_buff[i] )
                {
                    int value = g_buff[i];

                    g_buff[i] = 0;

                    qDebug() << objectName() << " consume: {" << i << ", " << value << "}";

                    break;
                }
            }

            g_sem_free.release();

            sleep(1);
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    Producer p1;
    Producer p2;
    Producer p3;

    p1.setObjectName("p1");
    p2.setObjectName("p2");
    p3.setObjectName("p3");

    Customer c1;
    Customer c2;

    c1.setObjectName("c1");
    c2.setObjectName("c2");

    p1.start();
    p2.start();
    p3.start();

    c1.start();
    c2.start();

    return a.exec();
}

運行結果圖

二.信號與槽的連接方式

深入信號與槽的連接方式

bool connect(const QObject sender, const char signal, const QObject receiver, const char method, Qt::ConnectionType type = Qt::AutoConnection)信號與槽的連接方式決定槽函數調用時候的相關行為
需要注意的是--每一個線程都有自己的事件隊列，線程通過事件隊列接收信號，信號在事件循環中被處理

1.Qt::DirectConnection--立即調用--直接在發送信號的線程中調用槽函數，等價于槽函數的實時調用

2.Qt::QueuedConnection--異步調用--信號發送至目標線程的事件隊列，由目標線程處理；當前線程繼續向下執行

3.Qt::BlockingQueuedConnection--同步調用--信號發送至目標線程的事件隊列，由目標線程處理；當前線程等待槽函數返回，之后繼續向下執行

4.Qt::AutoConnection--默認連接

AutoConnection是connect函數第五個參數的默認值，也是工程最常用的連接方式
5.Qt::UniqueConnection--單一連接--功能與AutoConnection相同，自動確定連接類型，同一個信號與同一個槽函數只有一個連接