Qt中的线程池
目录
1 为什么需要线程池
2 Qt中有哪些方式实现线程池
3 如何通过QThreadPool类实现线程池
4 如何通过QtConcurrent库实现线程池
5 如何通过自定义的方式实现线程池
5 小结
1 为什么需要线程池
创建和销毁线程是有开销的，过多地创建线程可能会导致系统资源的浪费。通过使用线程池，可以预先创建一定数量的线程，并重复使用它们来执行任务，避免频繁创建和销毁线程，从而减少了资源开销。
当有大量的任务需要执行时，线程池可以自动调度和分配任务给空闲的线程，实现并行执行，从而加快任务的处理速度。通过合理设置线程池的大小，可以充分利用系统资源，提高程序的响应性和吞吐量。
通过限制线程池的最大线程数，可以控制并发执行的任务数量，避免资源竞争和过度消耗系统资源。
线程池隐藏了线程的创建和管理细节，开发人员只需关注任务的实现，通过将任务提交给线程池，线程池会自动处理线程的创建、任务的调度和执行，减少了编程的复杂性。
线程池可以限制同时执行的线程数量，避免过多的线程导致系统资源不足或崩溃。此外，线程池还可以处理异常情况，例如线程崩溃或异常退出时，线程池可以自动重新创建新的线程，保持系统的稳定运行。
2 Qt中有哪些方式实现线程池
2、Qt提供的QtConcurrent并行编程框架库，可以简化多线程编程，实现线程池。
3、可以通过自己实现继承自QObject的线程池类，来实现更高级的线程池功能。
3 如何通过QThreadPool类实现线程池
1、创建一个继承自QRunnable的任务类，重写其run()函数，在其中实现任务的逻辑。
class MyTask : public QRunnable {
public:
void run() {
// 执行任务的逻辑
}
};
2、使用setMaxThreadCount()函数来设置线程池的最大线程数，控制并发执行的线程数量。
QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(5);
3、使用QThreadPool的globalInstance()静态函数来获取全局的线程池实例，并将任务对象添加到线程池中。
QThreadPool::globalInstance()->start(new MyTask());
4、调用waitForDone()函数，等待线程池中的任务执行完成。
QThreadPool::globalInstance()->waitForDone();
使用QThreadPool实现线程池功能时，QThreadPool会自动管理线程的创建、销毁和任务的调度，只需要关注任务的实现和提交，无需手动处理线程的创建和管理细节；通过合理设置线程池的最大线程数，可以控制并发执行的线程数量，从而优化性能和资源利用。
需要注意的是，QThreadPool默认使用自动删除的方式来管理任务对象的内存（即任务执行完成后会自动删除任务对象）。如果需要手动管理任务对象的内存，可以通过调用setAutoDelete(false)来禁用自动删除，并在任务执行完成后手动删除任务对象。
QThreadPool还提供了其他一些函数和信号，用于查询线程池的状态、取消任务、暂停和恢复线程池等操作；可以根据具体需求使用这些功能来实现更复杂的线程池逻辑。
4 如何通过QtConcurrent库实现线程池
1、创建一个函数或Lambda表达式，用于执行任务的逻辑。该函数或Lambda表达式的参数和返回值类型根据任务的需求而定。
void myTask(int param) {
// 执行任务的逻辑
}
2、使用QThreadPool的globalInstance()函数获取全局的线程池实例，并使用setMaxThreadCount()函数来设置线程池的最大线程数。
QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(5);
3、使用QtConcurrent::run()函数将任务提交给线程池执行。该函数会自动创建线程池，并将任务添加到线程池中；可以通过指定函数或Lambda表达式和参数来提交任务。
QtConcurrent::run(myTask, 42);
4、使用QThreadPool的waitForDone()函数来等待所有任务完成。
QThreadPool::globalInstance()->waitForDone();
QtConcurrent库还提供了其他一些函数和类，用于执行更复杂的并行任务，例如map、filter、reduce等操作。这些函数和类可以进一步简化并行任务的编写和管理。可以根据具体需求选择合适的函数和类来实现线程池的功能。
5 如何通过自定义的方式实现线程池
1、创建一个继承自QThread的线程类，该类将作为线程池中的线程。
class WorkerThread : public QThread {
public:
void run() {
while (true) {
// 等待任务的到来
QMutexLocker locker(&mutex);
condition.wait(&mutex);
// 执行任务的逻辑
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、创建一个包含线程池的容器和一些管理方法的自定义的线程池类，用于管理线程池中的线程和任务。
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、在需要使用线程池的地方，创建线程池对象，并将任务提交给线程池执行。
MyThreadPool threadPool(5);
threadPool.addTask(new MyTask());
自定义线程池的好处是可以更灵活地控制线程池的行为，并根据实际需求进行定制化的扩展。但同时也需要开发人员自行处理线程池的细节，包括线程的创建、销毁和任务的调度，相对来说会更复杂一些。因此，在选择实现方式时需要根据实际需求和复杂度进行权衡。
