QT异步编程之QtConcurrent

一、概述

1、QtConcurrent模块提供了一组便捷的函数，用于在不显示创建和管理线程的情况下实现并发编程。
2、它通过将使命提交给线程池来执行，从而制止了频繁创建和烧毁线程带来的性能开销。
3、QtConcurrent非常得当处置惩罚需要并行执行的批量使命，并且能够主动管理线程和使命的分配。
二、QtConcurrent的核心功能 

1、并行盘算：支持对容器（如QList、QVector）中的元素举行并行处置惩罚。

（1）QtConcurrent::map()

   对容器中的每个元素应用一个函数（原地修改）

1. QList list = {1, 2, 3, 4, 5};
2. for (auto value : list)
3.      qDebug() << &list << value;
5. auto future = QtConcurrent::map(list, [](int &value) { value *= 2;});
6. future.waitForFinished();
8. for (auto value : list)
9.      qDebug() << &list << value;
11. //结果
12. 0xf5949ff688 1
13. 0xf5949ff688 2
14. 0xf5949ff688 3
15. 0xf5949ff688 4
16. 0xf5949ff688 5
17. 0xf5949ff688 2
18. 0xf5949ff688 4
19. 0xf5949ff688 6
20. 0xf5949ff688 8
21. 0xf5949ff688 10

复制代码

（2）QtConcurrent::mapped()

   对容器中的每个元素应用一个函数，并返回一个新的容器 

1. int convert(int value)
2. {
3.     return value * 2;
4. }
6. QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};
7. for (auto value : list)
8.     qDebug() << &list << value;
10. auto future = QtConcurrent::mapped(list, convert);
12. future.waitForFinished();
13. QList<int> result = future.results();
15. for (auto value : result)
16.     qDebug() <<  &result << value;
18. //结果
19. 0xda6f18fbe0 1
20. 0xda6f18fbe0 2
21. 0xda6f18fbe0 3
22. 0xda6f18fbe0 4
23. 0xda6f18fbe0 5
24. 0xda6f18fc08 2
25. 0xda6f18fc08 4
26. 0xda6f18fc08 6
27. 0xda6f18fc08 8
28. 0xda6f18fc08 10

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（3）Qt::Concurrent::filter()

   过滤容器中的元素（原地修改）

1. QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};
2. for (auto value : list)
3.     qDebug() << &list << value;
5. auto future = QtConcurrent::filter(list, [](int value) { return value % 2 == 0;});
7. future.waitForFinished();
9. for (auto value : list)
10.      qDebug() << &list << value;
12. //运行结果
13. 0xd8871f9c8 1
14. 0xd8871f9c8 2
15. 0xd8871f9c8 3
16. 0xd8871f9c8 4
17. 0xd8871f9c8 5
18. 0xd8871f9c8 2
19. 0xd8871f9c8 4

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2、使命分发：支持将函数或方法分发到线程池中执行

（1）QtConcurrent::run()

   将函数分发到线程池中执行，不会阻塞当前线程；
  返回一个QFuture对象，用于获取使命的执行效果或监视使命状态
  支持普通函数、Lambda表达式、成员函数等多种调用方式

1. int add(int a, int b)
2. {
3.     qDebug() << "Task running in thread" << QThread::currentThreadId();
4.     return a + b;
5. }
7. void print()
8. {
9.     QThread::sleep(2);
10.     qDebug() << "Task print in thread" << QThread::currentThreadId();
11. }
13. class MyClass
14. {
15. public:
16.     void function()
17.     {
18.         qDebug() << "Task function in thread" << QThread::currentThreadId();
19.     }
20. };
22. int main(int argc, char *argv[])
23. {
24.     QApplication a(argc, argv);
26.     qDebug() << "start";
28.     //无参调用
29.     QtConcurrent::run(print);
31.     //有参调用
32.     QtConcurrent::run(add, 3, 4);
34.     //Lambda表达式
35.     QtConcurrent::run([](int a, int b){
36.         qDebug() << "Task Lambda in thread" << QThread::currentThreadId();
37.         return a + b;
38.     }, 2, 3);
40.     //成员函数
41.     MyClass test;
42.     QtConcurrent::run(&test, &MyClass::function);
43.    
44.     qDebug() << "end";
45.     return a.exec();
46. }
48. //结果
49. start
50. end
51. Task function in thread 0x6c38
52. Task running in thread 0x8fd0
53. Task print in thread 0x4a28

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3、异步编程：支持异步执行使命，并通过信号与槽机制通知使命完成

（1）QFuture：QFuture的效果查询函数，都是阻塞型的，会等待QtConcurrent::run()竣事

   表示异步盘算的效果，可以通过result()或results()获取盘算效果，支持等待使命完成(waitForFinished())；

1. int getCount(int n)
2. {
3.     int i = 0;
4.     while (i < n)
5.     {
6.         qDebug() << i;
7.         QThread::sleep(1);
8.         ++i;
9.     }
10. }
11. int main(int argc, char *argv[])
12. {
13.     QApplication a(argc, argv);
15.     qDebug() << "start";
16.     QFuture<int> future = QtConcurrent::run(getCount, 4);
17.     qDebug() << future.result() << future.resultCount();  //会阻塞线程
18.     qDebug() << "end";
19.     return a.exec();
20. }
22. //结果
23. start
24. 0
25. 1
26. 2
27. 3
28. -1 1
29. end

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（2）QFutureWatcher：用于监视QFuture的状态，通过信号与槽机制通知使命完成、进度更新等 

   QFuture类本身未继承QObject，以是没法直接使用信号槽，以是需要另一个监视类QFutureWatcher。

1. int getCount(int n)
2. {
3.     int i = 0;
4.     while (i < n)
5.     {
6.         qDebug() << i;
7.         QThread::sleep(1);
8.         ++i;
9.     }
11.     return -1;
12. }
14. int main(int argc, char *argv[])
15. {
16.     QApplication a(argc, argv);
18.     qDebug() << "start";
19.     QFuture<int> future = QtConcurrent::run(getCount, 4);
21.     QFutureWatcher<int> watcher;
22.     watcher.setFuture(future);
23.     QObject::connect(&watcher, &QFutureWatcher<int>::finished, [&](){
24.         qDebug() << QThread::currentThreadId() << future.result() << future.resultCount();
25.     });
27.     qDebug() << "end";
28.     return a.exec();
29. }
31. //结果
32. start
33. 0
34. QFutureWatcher::connect: connecting after calling setFuture() is likely to produce race
35. end
36. 1
37. 2
38. 3
39. 0x8818 -1 1

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