Qt多线程编程总结（二）——QMutex

QMutex类提供的是线程之间的访问顺序化。

QMutex的目的是保护一个对象、数据结构或者代码段，所以同一时间只有一个线程可以访问它。（在Java术语中，它和同步关键字“synchronized”很相似）。例如，这里有一个方法打印给用户两条消息：

  void someMethod()  {     qDebug("Hello");     qDebug("World");  }  

如果同时在两个线程中调用这个方法，结果的顺序将是：

  Hello  Hello  World  World  

如果你使用了一个互斥量：

  QMutex mutex;  void someMethod()  {     mutex.lock();     qDebug("Hello");     qDebug("World");     mutex.unlock();  }  

用Java的术语，这段代码应该是：

  void someMethod()  {     synchronized {       qDebug("Hello");       qDebug("World");     }  }  

然后同一时间只有一个线程可以运行someMethod并且消息的顺序也一直是正确的。当然，这只是一个很简单的例子，但是它适用于任何需要按特定频率发生的情况。

但你在一个线程中调用lock()，其它线程将会在同一地点试图调用lock()来阻塞，知道这个线程调用unlock()之后其它线程才会获得这个锁。lock()的一种非阻塞选择是tryLock()。

实验部分：

情形一：

#include <QtCore/QCoreApplication>#include <Qthread>#include <QTextStream>class MyThreadA : public QThread {  public:    virtual void run();  };  class MyThreadB: public QThread {  public:    virtual void run();  };int number=6;void MyThreadA::run(){  number *= 5;number /= 4;}  void MyThreadB::run(){number *= 3;number /= 2;} int main(int argc, char *argv[]){   QCoreApplication app(argc, argv);MyThreadA a;  MyThreadB b;  a.run();b.run(); a.terminate();b.terminate();QTextStream out(stdout);out<<number;return app.exec();} 

上述代码，很简单，写了两个线程，覆盖了QThread的纯虚函数run()，这两个重构的run方法都是对全局变量number的操作，

主函数中顺序调用这两个方法，a.run()执行后number为7,b.run()执行后为10。

情形二：

#include <QtCore/QCoreApplication>#include <Qthread>#include <QTextStream>class MyThreadA : public QThread {  public:    virtual void run();  };  class MyThreadB: public QThread {  public:    virtual void run();  };int number=6;void MyThreadA::run(){  number *= 5;sleep(1);number /= 4;}  void MyThreadB::run(){number *= 3;sleep(1);number /= 2;} int main(int argc, char *argv[]){   QCoreApplication app(argc, argv);MyThreadA a;  MyThreadB b;  a.start();b.start();  a.wait();  b.wait(); QTextStream out(stdout);out<<number；return app.exec();} 

运行结果：

number=11;

利用QThread的方法start()同是开启两个线程，值得注意的是wait()函数，不能等待自己，这个是用来多个线程交互的，所以不能当sleep()用。这个函数是在主线程中被调用的时候阻塞了主线程。如果想在外部让子线程暂停，最好的办法是在子线程中设置一个标志，在主线程中更改这个标志，并在子线程的run函数中判断，通过调用其保护函数sleep()来达到暂停的目的了。

查看源代码，即可有清楚的概念：

bool QThread::wait(unsigned long time){    Q_D(QThread);    QMutexLocker locker(&d->mutex);     if (d->id == GetCurrentThreadId()) {        qWarning("QThread::wait: Thread tried to wait on itself");     //当是自身时，直接返回false        return false;    }    if (d->finished || !d->running) //与这个线程对象关联的线程已经结束执行（例如从run函数返回）。如果线程结束返回真值。如果线程还没有开始也返回真值。        return true;    ++d->waiters;    locker.mutex()->unlock();    bool ret = false;    switch (WaitForSingleObject(d->handle, time)) {   //调用win的对象处理函数    case WAIT_OBJECT_0:    //核心对象被激活，等待成功        ret = true;        break;    case WAIT_FAILED:        qErrnoWarning("QThread::wait: Thread wait failure");             break;    case WAIT_ABANDONED:    case WAIT_TIMEOUT:    default:        break;    }    locker.mutex()->lock();    --d->waiters;    if (ret && !d->finished) {                                  //虽然响应成功，但关联对象未结束执行        // thread was terminated by someone else        d->terminated = true;                    QThreadPrivate::finish(this, false);    }    if (d->finished && !d->waiters) {    //关联对象执行结束，并且等待数为零时，关闭句柄。        CloseHandle(d->handle);        d->handle = 0;    }    return ret;}

情形三：（Mutex 作用）

#include <QtCore/QCoreApplication>#include <Qthread>#include <QTextStream>#include <QMutex>class MyThreadA : public QThread {  public:    virtual void run();  };  class MyThreadB: public QThread {  public:    virtual void run();  };QMutex mutex;int number=6;void MyThreadA::run(){  mutex.lock();number *= 5;sleep(1);number /= 4;mutex.unlock();}  void MyThreadB::run(){mutex.lock();number *= 3;sleep(1);number /= 2;mutex.unlock();} int main(int argc, char *argv[]){   QCoreApplication app(argc, argv);MyThreadA a;  MyThreadB b;  a.start();b.start();  a.wait();  b.wait();  QTextStream out(stdout);out<<number;return app.exec();} 

运行结果：

number=10;

通过实验结果可以看出，QMutex保护了全局变量，同一时间只有一个线程可以访问它。

只得一提的是tryLock()的使用，若以上代码换为mutex.tryLock();那么执行结果可能为11，因为是试图锁定互斥量。如果锁被得到，这个函数返回真。如果另一个进程已经锁定了这个互斥量，这个函数返回假，而不是一直等到这个锁可用为止。

且不能添上sleep()函数，否则提示 "A mutex must be unlocked in the same thread that locked it."的运行错误。