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Qt中的線程池
目錄
1 為什么需要線程池
2 Qt中有哪些方式實(shí)現(xiàn)線程池
3 如何通過QThreadPool類實(shí)現(xiàn)線程池
4 如何通過QtConcurrent庫實(shí)現(xiàn)線程池
5 如何通過自定義的方式實(shí)現(xiàn)線程池
5 小結(jié)
1 為什么需要線程池
????創(chuàng)建和銷毀線程是有開銷的，過多地創(chuàng)建線程可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費(fèi)。通過使用線程池，可以預(yù)先創(chuàng)建一定數(shù)量的線程，并重復(fù)使用它們來執(zhí)行任務(wù)，避免頻繁創(chuàng)建和銷毀線程，從而減少了資源開銷。
????當(dāng)有大量的任務(wù)需要執(zhí)行時(shí)，線程池可以自動(dòng)調(diào)度和分配任務(wù)給空閑的線程，實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行，從而加快任務(wù)的處理速度。通過合理設(shè)置線程池的大小，可以充分利用系統(tǒng)資源，提高程序的響應(yīng)性和吞吐量。
????通過限制線程池的最大線程數(shù)，可以控制并發(fā)執(zhí)行的任務(wù)數(shù)量，避免資源競(jìng)爭(zhēng)和過度消耗系統(tǒng)資源。
????線程池隱藏了線程的創(chuàng)建和管理細(xì)節(jié)，開發(fā)人員只需關(guān)注任務(wù)的實(shí)現(xiàn)，通過將任務(wù)提交給線程池，線程池會(huì)自動(dòng)處理線程的創(chuàng)建、任務(wù)的調(diào)度和執(zhí)行，減少了編程的復(fù)雜性。
????線程池可以限制同時(shí)執(zhí)行的線程數(shù)量，避免過多的線程導(dǎo)致系統(tǒng)資源不足或崩潰。此外，線程池還可以處理異常情況，例如線程崩潰或異常退出時(shí)，線程池可以自動(dòng)重新創(chuàng)建新的線程，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
2 Qt中有哪些方式實(shí)現(xiàn)線程池
????2、Qt提供的QtConcurrent并行編程框架庫，可以簡(jiǎn)化多線程編程，實(shí)現(xiàn)線程池。
????3、可以通過自己實(shí)現(xiàn)繼承自QObject的線程池類，來實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的線程池功能。
3 如何通過QThreadPool類實(shí)現(xiàn)線程池
????????1、創(chuàng)建一個(gè)繼承自QRunnable的任務(wù)類，重寫其run()函數(shù)，在其中實(shí)現(xiàn)任務(wù)的邏輯。
class MyTask : public QRunnable {
public:void run() {// 執(zhí)行任務(wù)的邏輯}
};
????????2、使用setMaxThreadCount()函數(shù)來設(shè)置線程池的最大線程數(shù)，控制并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)量。
QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(5);
????????3、使用QThreadPool的globalInstance()靜態(tài)函數(shù)來獲取全局的線程池實(shí)例，并將任務(wù)對(duì)象添加到線程池中。
QThreadPool::globalInstance()->start(new MyTask());
????????4、調(diào)用waitForDone()函數(shù)，等待線程池中的任務(wù)執(zhí)行完成。
QThreadPool::globalInstance()->waitForDone();
????使用QThreadPool實(shí)現(xiàn)線程池功能時(shí)，QThreadPool會(huì)自動(dòng)管理線程的創(chuàng)建、銷毀和任務(wù)的調(diào)度，只需要關(guān)注任務(wù)的實(shí)現(xiàn)和提交，無需手動(dòng)處理線程的創(chuàng)建和管理細(xì)節(jié)；通過合理設(shè)置線程池的最大線程數(shù)，可以控制并發(fā)執(zhí)行的線程數(shù)量，從而優(yōu)化性能和資源利用。
????需要注意的是，QThreadPool默認(rèn)使用自動(dòng)刪除的方式來管理任務(wù)對(duì)象的內(nèi)存（即任務(wù)執(zhí)行完成后會(huì)自動(dòng)刪除任務(wù)對(duì)象）。如果需要手動(dòng)管理任務(wù)對(duì)象的內(nèi)存，可以通過調(diào)用setAutoDelete(false)來禁用自動(dòng)刪除，并在任務(wù)執(zhí)行完成后手動(dòng)刪除任務(wù)對(duì)象。
????QThreadPool還提供了其他一些函數(shù)和信號(hào)，用于查詢線程池的狀態(tài)、取消任務(wù)、暫停和恢復(fù)線程池等操作；可以根據(jù)具體需求使用這些功能來實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的線程池邏輯。
4 如何通過QtConcurrent庫實(shí)現(xiàn)線程池
????????1、創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)或Lambda表達(dá)式，用于執(zhí)行任務(wù)的邏輯。該函數(shù)或Lambda表達(dá)式的參數(shù)和返回值類型根據(jù)任務(wù)的需求而定。
void myTask(int param) {// 執(zhí)行任務(wù)的邏輯
}
????????2、使用QThreadPool的globalInstance()函數(shù)獲取全局的線程池實(shí)例，并使用setMaxThreadCount()函數(shù)來設(shè)置線程池的最大線程數(shù)。
QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(5);
????????3、使用QtConcurrent::run()函數(shù)將任務(wù)提交給線程池執(zhí)行。該函數(shù)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建線程池，并將任務(wù)添加到線程池中；可以通過指定函數(shù)或Lambda表達(dá)式和參數(shù)來提交任務(wù)。
QtConcurrent::run(myTask, 42);
????????4、使用QThreadPool的waitForDone()函數(shù)來等待所有任務(wù)完成。
QThreadPool::globalInstance()->waitForDone();
????QtConcurrent庫還提供了其他一些函數(shù)和類，用于執(zhí)行更復(fù)雜的并行任務(wù)，例如map、filter、reduce等操作。這些函數(shù)和類可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化并行任務(wù)的編寫和管理?？梢愿鶕?jù)具體需求選擇合適的函數(shù)和類來實(shí)現(xiàn)線程池的功能。
5 如何通過自定義的方式實(shí)現(xiàn)線程池
????????1、創(chuàng)建一個(gè)繼承自QThread的線程類，該類將作為線程池中的線程。
class WorkerThread : public QThread {
public:void run() {while (true) {// 等待任務(wù)的到來QMutexLocker locker(&mutex);condition.wait(&mutex);// 執(zhí)行任務(wù)的邏輯if (!tasks.isEmpty()) {QRunnable* task = tasks.dequeue();locker.unlock();task->run();delete task;}}}void addTask(QRunnable* task) {QMutexLocker locker(&mutex);tasks.enqueue(task);condition.wakeOne();}private:QMutex mutex;QWaitCondition condition;QQueue<QRunnable*> tasks;
};
????????2、創(chuàng)建一個(gè)包含線程池的容器和一些管理方法的自定義的線程池類，用于管理線程池中的線程和任務(wù)。
class MyThreadPool {
public:MyThreadPool(int threadCount) {for (int i = 0; i < threadCount; ++i) {WorkerThread* thread = new WorkerThread();thread->start();threads.append(thread);}}~MyThreadPool() {for (WorkerThread* thread : threads) {thread->quit();thread->wait();delete thread;}}void addTask(QRunnable* task) {int index = nextThreadIndex.fetchAndAddRelaxed(1) % threads.size();threads[index]->addTask(task);}private:QVector<WorkerThread*> threads;QAtomicInt nextThreadIndex = 0;
};
????????3、在需要使用線程池的地方，創(chuàng)建線程池對(duì)象，并將任務(wù)提交給線程池執(zhí)行。
MyThreadPool threadPool(5);
threadPool.addTask(new MyTask());
????自定義線程池的好處是可以更靈活地控制線程池的行為，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行定制化的擴(kuò)展。但同時(shí)也需要開發(fā)人員自行處理線程池的細(xì)節(jié)，包括線程的創(chuàng)建、銷毀和任務(wù)的調(diào)度，相對(duì)來說會(huì)更復(fù)雜一些。因此，在選擇實(shí)現(xiàn)方式時(shí)需要根據(jù)實(shí)際需求和復(fù)雜度進(jìn)行權(quán)衡。