如何让 C 函数有效地等待 Qthread 完成工作？

Question

我有一个有趣的问题。使用 Qt 处理 C++ 项目。跨平台项目，但在 Win 上开发。

我有一个 C 风格的回调函数。它必须是C风格，我别无选择。 在 C 风格的回调函数中完成的工作是重要且时间敏感的。因此，我有一些 Qthread 线程可以帮助处理工作量。

我没有将运行方案与 Qt 线程一起使用，而是按照 QThread 文档底部的说明使用 QThreads。 http://qt-project.org/doc/qt-5.0/qthread.html#wait

为了清楚起见，我这样使用 QThread：

QThread *thread = new QThread;
Worker *worker = new Worker;
worker->moveToThread(thread);
thread->start();
QMetaObject::invokeMethod(worker, "doWork", Qt::QueuedConnection);

线程是在应用程序开始时创建的，并由 QMetaObject::invokeMethod 提供。

挑战是在 QThread 线程完成它们的工作之前，不让 C 回调函数做“任何事情”（以一种有效的方式）。我想让回调函数等待它不会与工作线程竞争 cpu（所以没有繁忙的虚拟循环）。我也可以使用 sleep() 之类的东西，但这效率不高，因为如果线程“提前”完成，就会浪费睡眠。我想从工作人员那里发送一个信号，但问题是我的回调是一个 C 函数，所以我看不到它如何捕获 Qt 信号。

Answer 1

这个问题很老，但它出现在“相关问题”中。由于这个问题很有趣，而且答案对 Qt 用户很有用，所以我决定给出一个详细的答案。

要等待不同 QThread 中的函数完成，可能有多种策略：

1. 使用Qt::BlockingQueuedConnection。
2. 使用幼稚的while(anAtomicBoolean){} 循环。
3. 使用更巧妙的while(anAtomicBoolean){QThread::yieldCurrentThread();} 循环。
4. 使用QWaitCondition。
5. 使用QSemaphore。

策略 2 和 3 看起来很糟糕，因为等待线程必须在等待检查循环条件时处于活动状态。然而，策略 3 的优势在于为其他线程和进程释放 CPU 时间。

其他 3 种策略的优点是在等待时让线程停止，应该是相当的。但是，解决方案 1 和 4 不允许您（或至少很容易）同时在不同线程中运行多个工作程序。所以最好的解决方案是使用信号量。

QSemaphore semaphore(2)
worker1.sem = &semaphore;
worker2.sem = &semaphore;
semaphore.acquire(2);
QMetaObject::invokeMethod(&worker1, "doWork", Qt::QueuedConnection);
QMetaObject::invokeMethod(&worker2, "doWork", Qt::QueuedConnection);
semaphore.acquire(2); // each worker release(1) when done
semaphore.release(2);

为了证明我的主张，我做了一个小基准测试（如果有人感兴趣，我稍后会提供代码）。我使用QueryThreadCycleTime() 来获取等待线程消耗的周期数。像这样：

QueryThreadCycleTime(hThread, &start);
QMetaObject::invokeMethod(&worker, "doWork", Qt::BlockingQueuedConnection);
QueryThreadCycleTime(hThread, &stop);

基准测试结果如下图所示：

Answer 2

好的，考虑这种方法。让您的回调函数除了设置一些全局标志（或增加一些计数器）并显示您的函数是否（或多少次）被调用之外什么都不做。然后实现从 QObject 继承的类（要有槽）。您将其订阅到线程完成信号。发出信号时，您只需调用另一个函数（带有回调函数的逻辑）就被lib调用了很多次。它会起作用吗？

Answer 3

如果您“手头”有线程，并且您完全确定线程在完成工作后会自行退出。

http://qt-project.org/doc/qt-4.8/qthread.html#wait

但是！

如果你不想让你的线程退出，只想等到 worker 发出一些信号，你可以这样做：

QEventLoop loop;
connect(worker, SIGNAL(workFinished()), &loop, SLOT(quit()));
QMetaObject::invokeMethod(worker, "doWork", Qt::QueuedConnection);
loop.exec();