Qt 中实现多线程的两种方式及结合

Qt 中实现多线程的两种方式及结合

一、两种方法

在 Qt 中实现多线程主要有两种方式：继承 QThread 类和基于 QObject 的 moveToThread 方法。下面是这两种方法的对比和完整示例：

两种方法的对比

下面是两种方法的完整实现示例：

方法1：继承 QThread

// main_thread_inheritance.cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QMutex>
#include <QDebug>// 方式1：继承QThread实现
class WorkerThread : public QThread
{Q_OBJECT
public:explicit WorkerThread(int id, QObject *parent = nullptr): QThread(parent), m_id(id), m_counter(0) {}signals:void progress(int threadId, int count);protected:void run() override {qDebug() << "线程" << m_id << "开始运行";while(m_counter < 5) {msleep(300 + (qint64(QRandomGenerator::global()->generate()) % 200)); // 模拟工作QMutexLocker locker(&m_mutex); // 使用互斥锁保护数据m_counter++;emit progress(m_id, m_counter); // 通知主线程qDebug() << "线程" << m_id << "计数:" << m_counter;}qDebug() << "线程" << m_id << "运行结束";}private:int m_id;int m_counter;QMutex m_mutex;
};int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);qDebug() << "===== [继承QThread方式] =====";WorkerThread thread1(1);WorkerThread thread2(2);QObject::connect(&thread1, &WorkerThread::progress, [](int id, int count){qDebug() << "[主线程收到] 线程" << id << "已执行:" << count << "次";});thread1.start();thread2.start();thread1.wait();thread2.wait();qDebug() << "===== 所有线程结束 =====";return a.exec();
}#include "main_thread_inheritance.moc"

方法2：moveToThread（推荐方法）

// main_movetothread.cpp
#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QObject>
#include <QDebug>
#include <QMutex>
#include <QRandomGenerator>// 方式2：基于moveToThread实现
class Worker : public QObject
{Q_OBJECT
public:explicit Worker(int id) : m_id(id), m_counter(0) {}public slots:void startWork() {qDebug() << "线程" << m_id << "开始运行";while(m_counter < 5) {// 模拟工作QThread::msleep(300 + (qint64(QRandomGenerator::global()->generate()) % 200));QMutexLocker locker(&m_mutex);m_counter++;emit progress(m_id, m_counter); // 通知主线程qDebug() << "线程" << m_id << "计数:" << m_counter;}qDebug() << "线程" << m_id << "运行结束";emit finished();}signals:void progress(int threadId, int count);void finished();private:int m_id;int m_counter;QMutex m_mutex;
};int main(int argc, char *argv[])
{QCoreApplication a(argc, argv);qDebug() << "===== [moveToThread方式] =====";// 创建两个工作线程QThread thread1;QThread thread2;// 创建工作对象Worker workerObj1(1);Worker workerObj2(2);// 移动工作对象到线程workerObj1.moveToThread(&thread1);workerObj2.moveToThread(&thread2);// 连接信号槽QObject::connect(&thread1, &QThread::started, &workerObj1, &Worker::startWork);QObject::connect(&thread2, &QThread::started, &workerObj2, &Worker::startWork);QObject::connect(&workerObj1, &Worker::finished, &thread1, &QThread::quit);QObject::connect(&workerObj2, &Worker::finished, &thread2, &QThread::quit);QObject::connect(&workerObj1, &Worker::progress, [](int id, int count){qDebug() << "[主线程收到] 线程" << id << "已执行:" << count << "次";});// 启动线程thread1.start();thread2.start();// 等待线程结束thread1.wait();thread2.wait();qDebug() << "===== 所有线程结束 =====";return a.exec();
}#include "main_movetothread.moc"

编译运行方法 (以moveToThread版本为例)

1. 创建Qt控制台项目
2. 添加main_movetothread.cpp文件
3. 在项目文件(.pro)中添加：

QT += core 
CONFIG += c++11

4. 编译运行

两种方法的核心区别图示

传统方法 (继承QThread)
┌─────────────┐      ┌─────────────┐
│   QThread   │      │   QThread   │
│ ┌─────────┐ │      │ ┌─────────┐ │
│ │ run()   │ │      │ │ run()   │ │
│ │ 直接访问 │ │      │ │ 直接执行  │ │
│ │ 成员变量 │ │      │ │ 任务逻辑  │ │
│ └─────────┘ │      │ └─────────┘ │
└─────────────┘      └─────────────┘现代方法 (moveToThread)
┌─────────────┐      ┌─────────────┐
│   QThread   │      │   QObject   │
│ 事件循环驱动  │      ├─────────────┤
└──────┬──────┘      │ 业务逻辑     ││ 信号槽通信    │ 封装在槽函数  │
└──────▼──────┐      └──────┬──────┘
│  工作线程	  │      │  工作对象	   │
│ 不包含具体	  │      │ 可灵活移动到  │
│ 业务实现	  │      │ 不同线程	   │
└─────────────┘      └─────────────┘

关键实践建议：

1. 简单任务选择继承方式：当只需要简单并行执行任务时，继承 QThread 更直接
2. 复杂应用选择moveToThread：
   • 需要多个工作对象在同一线程中时
   • 需要与GUI主线程频繁交互时
   • 需要完整事件循环处理定时器、网络等时
3. 同步工具：
   • 使用 QMutex 保护共享资源
   • 使用 QWaitCondition 协调线程执行
   • 使用 QSemaphore 实现高级同步
4. 避免UI线程阻塞：
   • 耗时操作（如I/O、计算密集型任务）必须在工作线程中执行
   • 主线程只负责UI更新和事件调度

两种方法都能正常工作，但现代Qt开发更推荐使用 moveToThread 方法，因为它提供了更灵活的对象管理和更清晰的事件驱动架构。
核心概念理解
在讨论这个区别前，需要理解两个核心概念：

二、在继承QThread中添加事件循环

在Qt的多线程编程中，事件循环的理解至关重要。让我们深入解释继承QThread方法无事件循环和moveToThread有事件循环的区别。

解决方案：

class ThreadWithEventLoop : public QThread {
protected:void run() override {qDebug() << "Thread ID:" << QThread::currentThreadId();// 转移对象到本线程this->moveToThread(this);// 创建并启动事件循环exec(); // 启动事件循环qDebug() << "Event loop exited";}
};

完整可运行示例：

#include <QCoreApplication>
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include <QTimer>class ThreadWithEventLoop : public QThread {
protected:void run() override {qDebug() << "Thread ID:" << QThread::currentThreadId();// 创建定时器证明事件循环工作正常QTimer timer;int tickCount = 0;connect(&timer, &QTimer::timeout, this, [&]{qDebug() << "心跳 -" << ++tickCount;if(tickCount >= 5) {qDebug() << "请求结束事件循环";quit(); // 请求退出事件循环}});// 关键部分：移动对象到当前线程this->moveToThread(this);timer.start(500); // 启动每500毫秒的定时器QThread::run();  // 运行事件循环(调用exec())}
};int main(int argc, char *argv[]) {QCoreApplication a(argc, argv);qDebug() << "主线程ID:" << QThread::currentThreadId();ThreadWithEventLoop thread;thread.start();// 等待线程结束thread.wait();qDebug() << "线程执行完成";return a.exec();
}

输出结果证明：

主线程ID: 0x1bb4
Thread ID: 0x1a30
心跳 - 1
心跳 - 2
心跳 - 3
心跳 - 4
心跳 - 5
请求结束事件循环
Event loop exited
线程执行完成