Qt 异步实现事件的定时执行 - QTimer和QThread的联合使用

引言

在 Qt 中，如果想要定时执行某些事件或函数，通常会使用 QTimer 类。QTimer 允许设置一个时间间隔，当这个时间间隔过去后，它会发出一个信号。可以将这个信号连接到一个槽函数，从而在该时间间隔到达时执行特定的操作。如果想要实现定时的操作是异步执行 (不阻塞主线程)，可通过moveToThread将定时器移动到一个线程中，信号和槽的连接类型使用Qt::DirectConnection，保证槽函数执行是在定时器的线程中。效果如下图所示 (一秒执行一次)：

一、核心源码

• 1. 创建定时器以及线程，设定执行事件

    this->m_timer = new QTimer(nullptr);
    this->m_thread = new QThread(this);

    m_timer->setInterval(1000);
    m_timer->moveToThread(m_thread);
    connect(m_timer, &QTimer::timeout, this, [&](){
        QString time = QDateTime::currentDateTime().toString("hh:mm:ss.zzz");
        qDebug()<< time << " timer Thread ID:" << QThread::currentThreadId();
    }, Qt::DirectConnection);
    connect(m_thread, &QThread::started, m_timer, QOverload<>::of(&QTimer::start));
    connect(m_thread, &QThread::finished, m_timer, &QTimer::stop);
    m_thread->start();
    qDebug() << "Main Thread ID:" << QThread::currentThreadId();

首先创建定时器和线程，设定定时器间隔时间为1秒，并将定时器移动到线程中。方便起见直接使用兰姆达表达式设定定时器的定时槽函数. 使用信号和槽的形式调用定时器相关函数 (开始和停止)。最后启动线程即可.

• 2. 内存释放

    m_thread->quit();
    m_thread->wait();
    m_thread->deleteLater();
    m_timer->deleteLater();

一般在父类或者父窗体的析构函数中执行，停止执行，释放内存。

二、其信号和槽函数简述

信号与槽相关知识可参考：
Qt 信号与槽的使用详解 - 多种绑定形式、同步异步、Lambda表达式等：https://blog.csdn.net/qq_38204686/article/details/139702275

• 1. 使用信号和槽的形式调用定时器相关函数
     由于定时器已经被移动到线程中，所以不能直接在主线程中调用定时器相关函数。比如执行定时器停止m_timer->stop();会显示QObject::killTimer: Timers cannot be stopped from another thread。

可参考
Qt: QTimer和QThread：https://www.cnblogs.com/lingdhox/p/4218051.html
https://stackoverflow.com/questions/53200294/qthread-with-qtimer-connection-issues

• 2. 定时器开始槽函数需使用QOverload<>::of重载
     &QTimer::start有多个重载函数，比如void QTimer::start(int msec)和void QTimer::start()，需使用QOverload<>::of指定调用哪一个重载函数 - (在<>中指明参数，比如<int>)。
     如果只这样写connect(m_thread, &QThread::started, m_timer, &QTimer::start);会报错，
     这样connect(m_thread, SIGNAL(started()), m_timer, SLOT(start()));是可行的，但不建议。

可参考
QThread with QTimer connection issues：https://stackoverflow.com/questions/53200294/qthread-with-qtimer-connection-issues
QT-信号槽有多个重载版本{ QOverload＜_＞::of(&::) }：https://blog.csdn.net/ugetoneshot/article/details/139169027

三、定时器及其moveToThread简述

• 1. 创建定时器new QTimer(nullptr) 参数parent为空而不是this
     后续需要将定时器移动到另一线程，所以其父对象需为空

void QObject::moveToThread(QThread *targetThread)的官方解释：
更改此对象及其子对象的线程相关性。如果对象有父对象，则无法移动该对象，事件处理将在targetThread中继续。使用时需注意：此函数只能将对象从当前线程“推”到另一个线程，而不能将对象从任意线程“拉”到当前线程。

• 2. 关于定时器的精度问题.
     如下方左图所示，近似每秒一触发，但是误差在2-3毫秒，设置setTimerType(Qt::PreciseTimer);之后误差只有1毫秒。

可参考
QT使用高精度定时器：https://blog.csdn.net/ljjjjjjjjjjj/article/details/130189550