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、它通过将任务提交给线程池来执行，从而避免了频繁创建和销毁线程带来的性能开销。

3、QtConcurrent非常适合处理需要并行执行的批量任务，并且能够自动管理线程和任务的分配。

二、QtConcurrent的核心功能

1、并行计算：支持对容器（如QList、QVector）中的元素进行并行处理。

（1）QtConcurrent::map()

对容器中的每个元素应用一个函数（原地修改）

 QList list = {1, 2, 3, 4, 5};for (auto value : list)qDebug() << &list << value;auto future = QtConcurrent::map(list, [](int &value) { value *= 2;});future.waitForFinished();for (auto value : list)qDebug() << &list << value;//结果
0xf5949ff688 1
0xf5949ff688 2
0xf5949ff688 3
0xf5949ff688 4
0xf5949ff688 5
0xf5949ff688 2
0xf5949ff688 4
0xf5949ff688 6
0xf5949ff688 8
0xf5949ff688 10

（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

int convert(int value)
{return value * 2;
}QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto value : list)qDebug() << &list << value;auto future = QtConcurrent::mapped(list, convert);future.waitForFinished();
QList<int> result = future.results();for (auto value : result)qDebug() <<  &result << value;//结果
0xda6f18fbe0 1
0xda6f18fbe0 2
0xda6f18fbe0 3
0xda6f18fbe0 4
0xda6f18fbe0 5
0xda6f18fc08 2
0xda6f18fc08 4
0xda6f18fc08 6
0xda6f18fc08 8
0xda6f18fc08 10

（3）Qt::Concurrent::filter()

过滤容器中的元素（原地修改）

QList<int> list = {1, 2, 3, 4, 5};
for (auto value : list)qDebug() << &list << value;auto future = QtConcurrent::filter(list, [](int value) { return value % 2 == 0;});future.waitForFinished();for (auto value : list)qDebug() << &list << value;//运行结果
0xd8871f9c8 1
0xd8871f9c8 2
0xd8871f9c8 3
0xd8871f9c8 4
0xd8871f9c8 5
0xd8871f9c8 2
0xd8871f9c8 4

2、任务分发：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，用于获取任务的执行结果或监视任务状态

支持普通函数、Lambda表达式、成员函数等多种调用方式

int add(int a, int b)
{qDebug() << "Task running in thread" << QThread::currentThreadId();return a + b;
}void print()
{QThread::sleep(2);qDebug() << "Task print in thread" << QThread::currentThreadId();
}class MyClass
{
public:void function(){qDebug() << "Task function in thread" << QThread::currentThreadId();}
};int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);qDebug() << "start";//无参调用QtConcurrent::run(print);//有参调用QtConcurrent::run(add, 3, 4);//Lambda表达式QtConcurrent::run([](int a, int b){qDebug() << "Task Lambda in thread" << QThread::currentThreadId();return a + b;}, 2, 3);//成员函数MyClass test;QtConcurrent::run(&test, &MyClass::function);qDebug() << "end";return a.exec();
}//结果
start
end
Task function in thread 0x6c38
Task running in thread 0x8fd0
Task print in thread 0x4a28

3、异步编程：支持异步执行任务，并通过信号与槽机制通知任务完成

（1）QFuture：QFuture的结果查询函数，都是阻塞型的，会等待QtConcurrent::run()结束

表示异步计算的结果，可以通过result()或results()获取计算结果，支持等待任务完成(waitForFinished())；

int getCount(int n)
{int i = 0;while (i < n){qDebug() << i;QThread::sleep(1);++i;}
}
int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);qDebug() << "start";QFuture<int> future = QtConcurrent::run(getCount, 4);qDebug() << future.result() << future.resultCount();  //会阻塞线程qDebug() << "end";return a.exec();
}//结果
start
0
1
2
3
-1 1
end

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

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

int getCount(int n)
{int i = 0;while (i < n){qDebug() << i;QThread::sleep(1);++i;}return -1;
}int main(int argc, char *argv[])
{QApplication a(argc, argv);qDebug() << "start";QFuture<int> future = QtConcurrent::run(getCount, 4);QFutureWatcher<int> watcher;watcher.setFuture(future);QObject::connect(&watcher, &QFutureWatcher<int>::finished, [&](){qDebug() << QThread::currentThreadId() << future.result() << future.resultCount();});qDebug() << "end";return a.exec();
}//结果
start
0
QFutureWatcher::connect: connecting after calling setFuture() is likely to produce race
end
1
2
3
0x8818 -1 1