使用QThread遇到的疑问

Question

一个使用重载run()函数的子线程类，这个类中还有diceBegin()、dicePause()、stopThread() 函数用于线程控制，是由主线程调用的，
已知除了run()函数是在子线程中运行的，其他函数包括构造函数都是在主线程中运行的，那么，在主线程中调用线程控制函数diceBegin()、dicePause()、stopThread() 修改了一些变量的值，这些变量的值是怎么同步到子线程的 run() 函数中的？
对应于下面代码即如在主线程中修改了m_Paused的值，子线程中 run() 为什么会知道m_Paused值发生变化，原理是什么
QDiceThread.h：

#ifndef QDICETHREAD_H
#define QDICETHREAD_H

#include    <QThread>

class QDiceThread : public QThread
{
    Q_OBJECT
private:
    int     m_seq=0;//掷骰子次数序号
    int     m_diceValue;//骰子点数
    bool    m_Paused=true; //掷一次骰子
    bool    m_stop=false; //停止线程
protected:
    void    run() Q_DECL_OVERRIDE;  //线程任务
public:
    QDiceThread();

    void    diceBegin();//掷一次骰子
    void    dicePause();//暂停
    void    stopThread(); //结束线程
signals:
    void    newValue(int seq,int diceValue); //产生新点数的信号
};

#endif // QDICETHREAD_H

QDiceThread.cpp：

#include "qdicethread.h"
#include    <QTime>
#include <QDebug>

QDiceThread::QDiceThread()
{
    qDebug() << "QDiceThread constructor id =" << QThread::currentThreadId();
}

void QDiceThread::diceBegin()
{ //开始掷骰子
    qDebug() << "QDiceThread diceBegin id =" << QThread::currentThreadId();
    m_Paused=false;
}

void QDiceThread::dicePause()
{//暂停掷骰子
    m_Paused=true;
}

void QDiceThread::stopThread()
{//停止线程
    m_stop=true;
}

void QDiceThread::run()
{//线程任务
    m_stop=false;//启动线程时令m_stop=false
    m_seq=0; //掷骰子次数
    qsrand(QTime::currentTime().msec());//随机数初始化，qsrand是线程安全的
    qDebug() << "QDiceThread run id =" << QThread::currentThreadId();
    while(!m_stop)//循环主体
    {
        if (!m_Paused)
        {
            m_diceValue=qrand(); //获取随机数
            m_diceValue=(m_diceValue % 6)+1;
            m_seq++;
            emit newValue(m_seq,m_diceValue);  //发射信号
        }
        msleep(500); //线程休眠500ms
    }

//  在  m_stop==true时结束线程任务
    quit();//相当于  exit(0),退出线程的事件循环
}

dialog.cpp：

#include "dialog.h"
#include "ui_dialog.h"
#include <QDebug>

void Dialog::closeEvent(QCloseEvent *event)
{ //窗口关闭事件，必须结束线程
    if (threadA.isRunning())
    {
        threadA.stopThread();
        threadA.wait();
    }
    event->accept();
}

Dialog::Dialog(QWidget *parent) : QDialog(parent),  ui(new Ui::Dialog)
{//构造函数
    ui->setupUi(this);
    qDebug() << "Dialog constructor id =" << QThread::currentThreadId();
    connect(&threadA,SIGNAL(started()),this,SLOT(onthreadA_started()));
    connect(&threadA,SIGNAL(finished()),this,SLOT(onthreadA_finished()));

    connect(&threadA,SIGNAL(newValue(int,int)),this,SLOT(onthreadA_newValue(int,int)));
}

Dialog::~Dialog()
{
    delete ui;
}

void Dialog::onthreadA_started()
{//线程的started()信号的响应槽函数
    ui->LabA->setText("Thread状态：thread started");
}

void Dialog::onthreadA_finished()
{//线程的 finished()信号的响应槽函数
    ui->LabA->setText("Thread状态：thread finished");
}

void Dialog::onthreadA_newValue(int seq,int diceValue)
{//QDiceThread的newValue()信号的响应槽函数，显示骰子次数和点数
    QString  str=QString::asprintf("第 %d 次掷骰子，点数为：%d",seq,diceValue);
    ui->plainTextEdit->appendPlainText(str);

    QPixmap pic; //图片显示
    QString filename=QString::asprintf(":/dice/images/d%d.jpg",diceValue);
    pic.load(filename);
    ui->LabPic->setPixmap(pic);
}

void Dialog::on_btnClear_clicked()
{ //清空文本 按钮
    ui->plainTextEdit->clear();
}

void Dialog::on_btnDiceEnd_clicked()
{//暂停 掷骰子按钮
    threadA.dicePause();
    ui->btnDiceBegin->setEnabled(true);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(false);
}

void Dialog::on_btnDiceBegin_clicked()
{//开始 掷骰子按钮
    threadA.diceBegin();
    ui->btnDiceBegin->setEnabled(false);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(true);
}

void Dialog::on_btnStopThread_clicked()
{//结束线程 按钮
    threadA.stopThread();//结束线程的run()函数执行
    threadA.wait();//

    ui->btnStartThread->setEnabled(true);
    ui->btnStopThread->setEnabled(false);

    ui->btnDiceBegin->setEnabled(false);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(false);
}

void Dialog::on_btnStartThread_clicked()
{//启动线程 按钮
    threadA.start();

    ui->btnStartThread->setEnabled(false);
    ui->btnStopThread->setEnabled(true);

    ui->btnDiceBegin->setEnabled(true);
    ui->btnDiceEnd->setEnabled(false);
}

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在Qt中，当您使用QThread创建线程时，子线程和主线程之间的数据共享和通信是通过一些特定方式实现的。关于您提到的QDiceThread类中变量在主线程和子线程间的同步问题，这里的关键是理解Qt的信号-槽机制和线程间的通信方式。

在您的代码中，QDiceThread类继承自QThread。当您调用start()方法启动线程时，run()函数会在一个新的线程中执行。这意味着run()函数中的代码是在子线程中运行的，而类的其他成员函数（如diceBegin(), dicePause(), stopThread()）是在主线程中运行的。

关于变量同步的问题，Qt并没有自动的方式去同步这些变量。当您在主线程中调用diceBegin(), dicePause(), stopThread()等函数并改变成员变量（如m_Paused）的值时，这些改变并不会自动同步到子线程的run()函数中。但是，由于Qt的信号-槽机制是线程安全的，当您发出信号（如newValue）时，接收这个信号的槽函数（如onthreadA_newValue()）会在接收信号的线程中执行，也就是说，onthreadA_newValue()会在子线程中执行。

对于状态变量（如m_Paused和m_stop）的同步，您需要在子线程中定期检查这些变量的值。在run()函数中，您可以定期读取这些变量的值以检查它们是否已更改。例如，在循环体内加入检查点：

void QDiceThread::run() {
    m_stop = false; // 启动线程时令m_stop=false
    m_seq = 0; // 掷骰子次数
    qsrand(QTime::currentTime().msec()); // 随机数初始化

    while(!m_stop) { // 循环主体
        // 检查是否暂停或停止
        if (m_Paused || m_stop) {
            // 根据需要处理暂停或停止的逻辑
            break; // 或者用其他方式结束循环
        }
        
        // 其他操作，如获取随机数等
        ...
        
        // 定期检查和更新变量值以实现同步
        if (needToUpdateVariables) { // 根据逻辑判断是否需要更新变量值
            // 更新变量的值并检查信号是否发出等逻辑...
        }
        
        msleep(500); // 线程休眠500ms后再次检查变量值和其他逻辑
    }
    // 结束线程任务...
}

通过这种方式，您可以实现主线程和子线程之间的通信和同步。请注意，这种方法需要您自己管理同步逻辑，确保线程安全地访问共享资源。