Qt多线程详解及与事件循环、信号槽、线程设计、GUI组件通信之间的关系_gui线程是什么

一、线程概念

GUI线程与工作线程：每个程序启动后拥有的第一个线程称为主线程，即GUI线程。QT中所有的组件类和几个相关的类只能工作在GUI线程，不能工作在次线程，次线程即工作线程，主要负责处理GUI线程卸下的工作。

数据的同步访问：每个线程都有自己的栈，因此每个线程都要自己的调用历史和本地变量。线程共享相同的地址空间。

1.Qt主线程

Qt的主线程是唯一运行创建QApplication对象并调用exec()的线程，主要用于界面显示，因此又被称为GUI线程。

2.Qt子线程

Qt的子线程用于一些耗时操作，因此又被称为工作线程。

子线程不能用于直接刷新界面（QWidget不可重入，QObject可重入）。

若子线程企图修改界面控件，可通过线程间通信的方式：Qt的信号槽机制是跨线程的，因此可以用作线程间通信。

主线程是唯一允许创建QApplication或者QCoreApplication对象的，并且调用exec()。exec()启动了事件循环，一直在等待接收并且处理一个个Qt封装好的事件，比如鼠标移动事件，键盘按下事件等等。所以只有在主线程里你才可以方便利用各种Event去完成自己想要实现的需求。所以就限制你必须在主线程作UI相关操作。

除了规定，往根源说，再多的线程，实质上对于CPU来说，也是一件一件的处理，并不是我们凭空现象的同时处理。只是可以“智能”的处理一下当前迫切需要的数据，然后可以随时暂停，再去处理更加迫切的。如果2个线程同时处理UI显示，一个线程正在用于和用户交互更新显示，另外一个线程就只能是等待状态，并不能完成我们所期望的同时刷新UI的期望。

所以，基本上大部分应用开发框架都限制更新、创建UI必须在主线程里完成，而逻辑运算可以匹出新线程去完成。

二、简介QThread类

QThread 是用来管理线程的，它所依附的线程和它管理的线程并不是同一个东西.

QThread 所依附的线程，就是执行 QThread t(0) 或 QThread * t=new QThread(0) 的线程。也就是咱们这儿的主线程.

QThread 管理的线程，就是 run 启动的线程。也就是次线程.

因为QThread的对象依附在主线程中，所以他的slot函数会在主线程中执行，而不是次线程。除非：
(1) QThread 对象依附到次线程中(通过movetoThread)
(2) slot 和信号是直接连接，且信号在次线程中发射
但上两种解决方法都不好，因为QThread不是这么用的.

一、公共槽函数：

1）start()：开始线程的执行，内部调用run()函数，run()又调用exec()。

2）quit()：告诉线程的事件循环停止运行，并返回0(成功)，等价于调用exit(0)。调用exit后，thread将退出EventLoop，并从exec返回；

3）terminiate()：「不推荐使用该函数」终止线程的执行。线程可能不会立即终止，取决于操作系统的调度。

二、信号：

1）started()：在start()之后，在run()之前发射。

2）funished()：在线程将要停止执行时发射。发射时，线程已经停止事件循环。不再执行新的事件，但是deferred deletion事件除外。可以把该信号连接到本线程中的对象的deleteLater()槽中。

三、公共函数：

wait()：等待线程停止执行，通常和quit()配合使用

void msleep(unsigned long msecs) [static]
 
强制当前线程睡眠msecs毫秒。
 
void sleep(unsigned long secs) [static]
 
强制当前线程睡眠secs秒。
 
void usleep(unsigned long usecs) [static]
 
强制当前线程睡眠usecs微秒。
 
bool wait(unsigned long time = ULONG_MAX)
 
线程将会被阻塞，等待time毫秒。和sleep不同的是，如果线程退出，wait会返回
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三、线程与事件循环

QThread中run()的默认实现调用了exec()，从而创建一个QEventLoop对象，由QEventLoop对象处理线程中事件队列（每一个线程都有一个属于自己的事件队列）中的事件。exec()在其内部不断做着循环遍历事件队列的工作，调用QThread的quit()或exit()方法使退出线程，尽量不要使用terminate()退出线程，terminate()退出线程过于粗暴，造成资源不能释放，甚至互斥锁还处于加锁状态。

线程中的事件循环，使得线程可以使用那些需要事件循环的非GUI 类(如：QTimer,QTcpSocket,QProcess)。

在QApplication前创建的对象，QObject::thread()返回NULL,意味着主线程仅为这些对象处理投递事件，不会为没有所属线程的对象处理另外的事件。

可以用QObject::moveToThread()来改变对象及其子对象的线程亲缘关系，假如对象有父亲，不能移动这种关系。

在另一个线程(而不是创建它的线程)中delete QObject对象是不安全的。除非可以保证在同一时刻对象不在处理事件。可以用QObject::deleteLater(),它会投递一个DeferredDelete事件，这会被对象线程的事件循环最终选取到。

假如没有事件循环运行，事件不会分发给对象。假如在一个线程中创建了一个QTimer对象，但从没有调用过exec(),那么QTimer就不会发射它的timeout()信号，deleteLater()也不会工作。可以手工使用线程安全的函数QCoreApplication::postEvent()，在任何时候，给任何线程中的任何对象投递一个事件，事件会在那个创建了对象的线程中通过事件循环派发。

事件过滤器在所有线程中也被支持，不过它限定被监视对象与监视对象生存在同一线程中。QCoreApplication::sendEvent(不是postEvent()),仅用于在调用此函数的线程中向目标对象投递事件。

四、线程与信号槽

1、线程的依附性
线程的依附性是对象与线程的关系。默认情况下，对象依附于自身被创建的线程。

对象的依附性与槽函数执行的关系，默认情况下，槽函数在其所依附的线程中被调用执行。

修改对象的依附性的方法：QObject::moveToThread函数用于改变对象的线程依附性，使得对象的槽函数在依附的线程中被调用执行。

2、QObject与线程
QThread类具有发送信号和定义槽函数的能力。QThread主要信号如下：

void started(); 线程开始运行时发送信号

void finished(); 线程完成运行时发送信号

void terminated(); 线程被异常终止时发送信号

QThread继承自QObject,发射信号以指示线程执行开始与结束，并提供了许多槽函数。QObject可以用于多线程，发射信号以在其它线程中调用槽函数，并且向“存活”于其它线程中的对象发送事件。

3.QObject的可重入性
QObject是可重入的，QObject的大多数非GUI子类如 QTimer、QTcpSocket、QUdpSocket、QHttp、QFtp、QProcess也是可重入的，在多个线程中同时使用这些类是可能的。可重入的类被设计成在一个单线程中创建与使用，在一个线程中创建一个对象而在另一个线程中调用该对象的函数，不保证能行得通。
有三种约束需要注意：

A、一个QObject类型的孩子必须总是被创建在它的父亲所被创建的线程中。这意味着，除了别的以外，永远不要把QThread对象（this）作为该线程中创建的一个对象的父亲（因为QThread对象自身被创建在另外一个线程中）。

B、事件驱动的对象可能只能被用在一个单线程中。特别适用于计时器机制（timer mechanism）和网络模块。例如：不能在不属于这个对象的线程中启动一个定时器或连接一个socket，必须保证在删除QThread之前删除所有创建在这个线程中的对象。在run()函数的实现中，通过在栈中创建这些对象，可以轻松地做到这一点。

C、虽然QObject是可重入的，但GUI类，尤其是QWidget及其所有子类都不是可重入的，只能被用在GUI线程中。QCoreApplication::exec()必须也从GUI线程被调用。

在实践中，只能在主线程而非其它线程中使用GUI的类，可以很轻易地被解决：将耗时操作放在一个单独的工作线程中，当工作线程结束后在GUI线程中由屏幕显示结果。

一般来说，在QApplication前创建QObject是不行的，会导致奇怪的崩溃或退出，取决于平台。因此，不支持QObject的静态实例。一个单线程或多线程的应用程序应该先创建QApplication，并最后销毁QObject。

4.线程的事件循环
每个线程都有自己的事件循环。主线程通过QCoreApplication::exec()来启动自己的事件循环,但对话框的GUI应用程序，有些时候用QDialog::exec()，其它线程可以用QThread::exec()来启动事件循环。就像 QCoreApplication，QThread提供一个exit(int)函数和quit()槽函数。

线程中的事件循环使得线程可以利用一些非GUI的、要求有事件循环存在的Qt类（例如：QTimer、QTcpSocket、和QProcess），使得连接一些线程的信号到一个特定线程的槽函数成为可能。

**一个QObject实例被称为存活于它所被创建的线程中。关于这个对象的事件被分发到该线程的事件循环中。**可以用QObject::thread()方法获取一个QObject所处的线程。

QObject::moveToThread()函数改变一个对象和及其子对象的线程所属性。（如果对象有父对象的话，对象不能被移动到其它线程中）。

从另一个线程（不是QObject对象所属的线程）对该QObject对象调用delete方法是不安全的，除非能保证该对象在那个时刻不处理事件，使用QObejct::deleteLater()更好。一个DeferredDelete类型的事件将被提交（posted），而该对象的线程的 件循环最终会处理这个事件。默认情况下，拥有一个QObject的线程就是创建QObject的线程，而不是 QObject::moveToThread()被调用后的。

如果没有事件循环运行，事件将不会传递给对象。例如：在一个线程中创建了一个QTimer对象，但从没有调用exec()，那么，QTimer就永远不会发射timeout()信号，即使调用deleteLater()也不行。（这些限制也同样适用于主线程）。

利用线程安全的方法QCoreApplication::postEvent()，可以在任何时刻给任何线程中的任何对象发送事件，事件将自动被分发到该对象所被创建的线程事件循环中。

所有的线程都支持事件过滤器，而限制是监控对象必须和被监控对象存在于相同的线程中。QCo