（73）Qt 线程相关类
最后更新于：2022-04-01 06:30:59
#（73）：Qt 线程相关类
希望上一章有关事件循环的内容还没有把你绕晕。本章将重新回到有关线程的相关内容上面来。在前面的章节我们了解了有关`QThread`类的简单使用。不过，Qt 提供的有关线程的类可不那么简单，否则的话我们也没必要再三强调使用线程一定要万分小心，一不留神就会陷入陷阱。
事实上，Qt 对线程的支持可以追溯到2000年9月22日发布的 Qt 2.2。在这个版本中，Qt 引入了`QThread`。不过，当时对线程的支持并不是默认开启的。Qt 4.0 开始，线程成为所有平台的默认开启选项（这意味着如果不需要线程，你可以通过编译选项关闭它，不过这不是我们现在的重点）。现在版本的 Qt 引入了很多类来支持线程，下面我们将开始逐一了解它们。
`QThread`是我们将要详细介绍的第一个类。它也是 Qt 线程类中最核心的底层类。由于 Qt 的跨平台特性，`QThread`要隐藏掉所有平台相关的代码。
正如前面所说，要使用`QThread`开始一个线程，我们可以创建它的一个子类，然后覆盖其`QThread::run()`函数：
~~~
class Thread : public QThread
{
protected:
void run()
{
/* 线程的相关代码 */
}
};
~~~
然后我们这样使用新建的类来开始一个新的线程：
~~~
Thread *thread = new Thread;
thread->start(); // 使用 start() 开始新的线程
~~~
注意，从 Qt 4.4 开始，`QThread`就已经不是抽象类了。`QThread::run()`不再是纯虚函数，而是有了一个默认的实现。这个默认实现其实是简单地调用了`QThread::exec()`函数，而这个函数，按照我们前面所说的，其实是开始了一个事件循环（有关这种实现的进一步阐述，我们将在后面的章节详细介绍）。
`QRunnable`是我们要介绍的第二个类。这是一个轻量级的抽象类，用于开始一个另外线程的任务。这种任务是运行过后就丢弃的。由于这个类是抽象类，我们需要继承`QRunnable`，然后重写其纯虚函数`QRunnable::run()`：
~~~
class Task : public QRunnable
{
public:
void run()
{
/* 线程的相关代码 */
}
};
~~~
要真正执行一个`QRunnable`对象，我们需要使用`QThreadPool`类。顾名思义，这个类用于管理一个线程池。通过调用`QThreadPool::start(runnable)`函数，我们将一个`QRunnable`对象放入`QThreadPool`的执行队列。一旦有线程可用，线程池将会选择一个`QRunnable`对象，然后在那个线程开始执行。所有 Qt 应用程序都有一个全局线程池，我们可以使用`QThreadPool::globalInstance()`获得这个全局线程池；与此同时，我们也可以自己创建私有的线程池，并进行手动管理。
需要注意的是，`QRunnable`不是一个`QObject`，因此也就没有内建的与其它组件交互的机制。为了与其它组件进行交互，你必须自己编写低级线程原语，例如使用 mutex 守护来获取结果等。
`QtConcurrent`是我们要介绍的最后一个对象。这是一个高级 API，构建于`QThreadPool`之上，用于处理大多数通用的并行计算模式：map、reduce 以及 filter。它还提供了`QtConcurrent::run()`函数，用于在另外的线程运行一个函数。注意，`QtConcurrent`是一个命名空间而不是一个类，因此其中的所有函数都是命名空间内的全局函数。
不同于`QThread`和`QRunnable`，`QtConcurrent`不要求我们使用低级同步原语：所有的`QtConcurrent`都返回一个`QFuture`对象。这个对象可以用来查询当前的运算状态（也就是任务的进度），可以用来暂停/回复/取消任务，当然也可以用来获得运算结果。注意，并不是所有的`QFuture`对象都支持暂停或取消的操作。比如，由`QtConcurrent::run()`返回的`QFuture`对象不能取消，但是由`QtConcurrent::mappedReduced()`返回的是可以的。`QFutureWatcher`类则用来监视`QFuture`的进度，我们可以用信号槽与`QFutureWatcher`进行交互（注意，`QFuture`也没有继承`QObject`）。
下面我们可以对比一下上面介绍过的三种类：
| 特性 | `QThread` | `QRunnable` | `QtConcurrent` |
| -- || -- || -- || -- |
| 高级 API | ✘ | ✘ |  |
| 面向任务 | ✘ |  |  |
| 内建对暂停/恢复/取消的支持 | ✘ | ✘ |  |
| 具有优先级 |  | ✘ | ✘ |
| 可运行事件循环 |  | ✘ | ✘ |