Qt多線程編程總結（二）——QMutex

QMutex類提供的是線程之間的訪問順序化。

QMutex的目的是保護一個對象、資料結構或者程式碼片段，所以同一時間只有一個線程可以訪問它。（在Java術語中，它和同步關鍵字“synchronized”很相似）。例如，這裡有一個方法列印給使用者兩條訊息：

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

如果同時在兩個線程中調用這個方法，結果的順序將是：

  Hello  Hello  World  World  

如果你使用了一個互斥量：

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

用Java的術語，這段代碼應該是：

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

然後同一時間只有一個線程可以運行someMethod並且訊息的順序也一直是正確的。當然，這隻是一個很簡單的例子，但是它適用於任何需要按特定頻率發生的情況。

但你在一個線程中調用lock()，其它線程將會在同一地點試圖調用lock()來阻塞，知道這個線程調用unlock()之後其它線程才會獲得這個鎖。lock()的一種非阻塞選擇是tryLock()。

實驗部分：

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();} 

上述代碼，很簡單，寫了兩個線程，覆蓋了QThread的純虛函數run()，這兩個重構的run方法都是對全域變數number的操作，

主函數中順序調用這兩個方法，a.run()執行後number為7,b.run()執行後為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();} 

運行結果：

number=11;

利用QThread的方法start()同是開啟兩個線程，值得注意的是wait()函數，不能等待自己，這個是用來多個線程互動的，所以不能當sleep()用。這個函數是在主線程中被調用的時候阻塞了主線程。如果想在外部讓子線程暫停，最好的辦法是在子線程中設定一個標誌，在主線程中更改這個標誌，並在子線程的run函數中判斷，通過調用其保護函數sleep()來達到暫停目的了。

查看原始碼，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");     //當是自身時，直接返回false        return false;    }    if (d->finished || !d->running) //與這個線程對象關聯的線程已經結束執行（例如從run函數返回）。如果線程結束返回真值。如果線程還沒有開始也返回真值。        return true;    ++d->waiters;    locker.mutex()->unlock();    bool ret = false;    switch (WaitForSingleObject(d->handle, time)) {   //調用win的對象處理函數    case WAIT_OBJECT_0:    //核心對象被啟用，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) {                                  //雖然響應成功，但關聯對象未結束執行        // thread was terminated by someone else        d->terminated = true;                    QThreadPrivate::finish(this, false);    }    if (d->finished && !d->waiters) {    //關聯對象執行結束，並且等待數為零時，關閉控制代碼。        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();} 

運行結果：

number=10;

通過實驗結果可以看出，QMutex保護了全域變數，同一時間只有一個線程可以訪問它。

只得一提的是tryLock()的使用，若以上代碼換為mutex.tryLock();那麼執行結果可能為11，因為是試圖鎖定互斥量。如果鎖被得到，這個函數返回真。如果另一個進程已經鎖定了這個互斥量，這個函數返回假，而不是一直等到這個鎖可用為止。

且不能添上sleep()函數，否則提示 "A mutex must be unlocked in the same thread that locked it."的運行錯誤。