这种线程间通信的方法安全吗？

Question

我有 3 个对象（继承自 QObject），每个对象都包含一个单独的 std::list。每个对象都在主 gui 线程（没有父线程）中创建，然后被推送到它自己的线程（使用 Qt 的QObject::moveToThread()）。

每个线程都连接到一个 gui，并在不同线程之间发送带有数据的消息。每个线程本质上都是处理它自己的列表。例如：

Obj 1：数据消费者。它从列表的前面弹出（如果存在数据）以供使用。它还有一个可用的 SLOT，以便其他线程可以将数据推送到它。没有其他对象可以直接访问这个列表，只有原始的 QObject 类。

Obj 2：数据的生产者。它将数据推送到其列表中。它有 SLOTS 可供其他人“ping”它以获取数据，这些数据又会从其列表中发出 SIGNAL 弹出数据。没有其他对象可以直接访问此列表。

Obj 3：为 obj 1 生成数据并使用来自 obj 2 的数据。它有自己的内部数据结构，用于跟踪发送给 obj 1 的数据和来自 obj 2 的数据。它最终会推送这两个数据集一些QwtPlots 在做了一些分析之后。

Obj 的 1 和 2 是实时关键的，并且使用 QueryPerformanceCounter 样式的“计时”，这实际上会在它们运行时消耗 CPU。他们在每个循环中运行QCoreApplication::processEvents() 来处理发生的事件。

这是处理跨线程数据共享的好方法吗？如果不是，漏洞在哪里，你将如何纠正它们？我知道这会产生大量数据“副本”飞来飞去，但此时内存膨胀不是问题。

提前致谢:)

Answer 1

如果没有所有实现细节，很难准确地说它是否是线程安全的，因为使用线程时可能会出错。

Obj 1：数据消费者。它从列表的前面弹出（如果存在数据）以供使用。它还有一个可用的 SLOT，以便其他线程可以将数据推送到它。没有其他对象可以直接访问这个列表，只有原始的 QObject 类。

如果此插槽使用排队或自动连接类型连接到其他线程（例如 Obj 3）中的信号，则 Obj 1 可能是安全的。如果插槽是直接从其他线程调用的，那么它显然不是线程安全的，除非您显式同步所有内容。

Obj 2：数据的生产者。它将数据推送到其列表中。它有 SLOTS 可供其他人“ping”它以获取数据，这些数据反过来会从其列表中发出 SIGNAL 弹出数据。没有其他对象可以直接访问此列表。

您没有提到“ping”是如何实现的，也没有提到哪些线程调用了这些插槽。如果其他线程直接调用它们并且如果 ping 涉及访问内部 std::list，那么你就有麻烦了。如果这些插槽仅通过排队或自动连接调用（例如，对 Obj 3 中的某些信号），那很好。如果这些插槽是线程安全的（例如，它们只将“ping”消息放入某种内部同步消息队列中），那么也可以。不过，后一种方式看起来像是对排队连接机制的自定义重新实现。

总的来说，这整件事对我来说太危险了，因为插槽可能会被错误地从任何地方调用。我会尝试通过在那里进行一些安全检查来避免这种事情，如下所示：

void Obj2::ping() {
    if (QThread::currentThread() != this->thread()) {
        // not sure how efficient it is
        QMetaObject::invoke(this, "ping", Qt::QueuedConnection);
        return;
    }
    // thread unsafe code goes here
}