Qt | 四種方式實現多線程導出數據功能
前言
在以往的項目開發中，在很多地方用到了多線程。針對不同的業務邏輯，需要使用不同的多線程實現方法，來達到優化項目的目的。本文記錄下在Qt開發中用到的多線程技術實現方法，以導出指定范圍的數字到txt文件為例，展示多線程不同的實現方式。
示例已上傳到gittee，地址：https://gitee.com/zbylalalala1/qt_-thread-demo.git
導出文件的示例工具類
首先提供一個工具類，用于將指定范圍的數字寫入txt文件。
#ifndef UTILITIES_H
#define UTILITIES_H
#include <QString>
#include <QFile>
#include <QTextStream>
#include <QDateTime>
#include <QDir>
#include <QDebug>
class Utilities
{
public:
static bool writeNumbersToFile(int start, int end, const QString& prefix = "numbers")
{
if (start > end) {
qDebug() << "起始數字不能大于結束數字";
return false;
}
// 獲取當前時間并格式化為文件名
QDateTime currentTime = QDateTime::currentDateTime();
QString timeString = currentTime.toString("yyyy-MM-dd_hh-mm-ss");
QString fileName = QString("%1_%2_to_%3_%4.txt")
.arg(prefix)
.arg(start)
.arg(end)
.arg(timeString);
// 創建文件對象
QFile file(fileName);
// 以寫入模式打開文件
if (!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
qDebug() << "無法創建文件:" << fileName;
return false;
}
// 創建文本流
QTextStream out(&file);
// 寫入指定范圍的數字
int count = 0;
for (int i = start; i <= end; ++i) {
out << i;
count++;
// 每10個數字換行
if (count % 10 == 0 || i == end) {
out << "\n";
} else {
out << " "; // 數字之間用空格分隔
}
}
// 關閉文件
file.close();
qDebug() << "成功寫入文件:" << fileName;
qDebug() << "文件路徑:" << QDir::currentPath() + "/" + fileName;
qDebug() << "寫入數字范圍:" << start << "到" << end << "，共" << (end - start + 1) << "個數字";
return true;
}
// 獲取當前工作目錄
static QString getCurrentPath()
{
return QDir::currentPath();
}
// 檢查文件是否存在
static bool fileExists(const QString& fileName)
{
QFile file(fileName);
return file.exists();
}
};
#endif // UTILITIES_H
QThread
使用QThread類來創建線程，是Qt中最簡單的一種多線程實現方式，不過一般不建議使用，因為它的功能比較有限。
使用QThread的方式為：繼承QThread并重寫run()函數。
** ExportThread.h **
#ifndef EXPORTTHREAD_H
#define EXPORTTHREAD_H
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include "Utilities.h"
class ExportThread : public QThread
{
Q_OBJECT
public:
explicit ExportThread(QObject *parent = nullptr);
// 設置導出參數
void setExportParams(int start = 1, int end = 10000, const QString& prefix = "numbers");
protected:
void run() override;
signals:
void exportStarted();
void exportFinished(bool success, const QString& message);
void progressUpdate(int current, int total);
private:
int m_start;
int m_end;
QString m_prefix;
};
#endif // EXPORTTHREAD_H
** ExportThread.cpp **
#include "ExportThread.h"
#include <QDateTime>
#include <QDir>
ExportThread::ExportThread(QObject *parent)
: QThread(parent)
, m_start(1)
, m_end(10000)
, m_prefix("numbers")
{
}
void ExportThread::setExportParams(int start, int end, const QString& prefix)
{
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
}
void ExportThread::run()
{
qDebug() << "導出線程開始運行...";
emit exportStarted();
try {
bool success = Utilities::writeNumbersToFile(m_start, m_end, m_prefix);
if (success) {
emit exportFinished(true, QString("文件導出成功！范圍：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end));
} else {
emit exportFinished(false, "文件導出失?。?);
}
qDebug() << "導出線程完成";
} catch (const std::exception& e) {
qDebug() << "導出過程中發生異常:" << e.what();
emit exportFinished(false, QString("導出過程中發生異常: %1").arg(e.what()));
}
}
使用方式：
ExportThread *exportThread = new ExportThread(this);
exportThread->setExportParams(1, 10000, "numbers");
exportThread->start();
QObject的moveToThread方法實現多線程
QObject的moveToThread方法可以將一個QObject對象移動到指定的線程中，實現多線程。
使用方式：
QObject *obj = new QObject();
QThread *thread = new QThread();
obj->moveToThread(thread);
thread->start();
示例：
** FileExportWorker.h **
#ifndef FILEEXPORTWORKER_H
#define FILEEXPORTWORKER_H
#include <QObject>
#include "Utilities.h"
class FileExportWorker : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit FileExportWorker(QObject *parent = nullptr);
void exportNumbers(int start, int end, const QString& prefix);
signals:
void progressUpdated(int current, int total);
void statusUpdated(const QString& status);
public slots:
};
#endif // FILEEXPORTWORKER_H
** FileExportWorker.cpp **
#include "FileExportWorker.h"
#include <QFile>
#include <QTextStream>
#include <QDateTime>
#include <QDir>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QCoreApplication>
FileExportWorker::FileExportWorker(QObject *parent)
: QObject(parent)
, m_start(1)
, m_end(10000)
, m_prefix("numbers")
, m_shouldStop(false)
{
}
void FileExportWorker::setExportParams(int start, int end, const QString& prefix)
{
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
}
void FileExportWorker::doExport()
{
qDebug() << "Worker線程ID:" << QThread::currentThreadId();
qDebug() << "開始導出任務...";
m_shouldStop = false;
emit exportStarted();
emit statusUpdated("正在準備導出...");
try {
bool success = false;
emit statusUpdated("使用自定義參數導出...");
success = exportNumbersWithProgress();
if (m_shouldStop) {
emit exportFinished(false, "導出已被用戶取消");
} else if (success) {
emit exportFinished(true, QString("文件導出成功！范圍：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end));
} else {
emit exportFinished(false, "文件導出失??！");
}
} catch (const std::exception& e) {
qDebug() << "導出過程中發生異常:" << e.what();
emit exportFinished(false, QString("導出過程中發生異常: %1").arg(e.what()));
}
qDebug() << "導出任務完成";
}
void FileExportWorker::stopExport()
{
m_shouldStop = true;
emit statusUpdated("正在停止導出...");
}
bool FileExportWorker::exportNumbersWithProgress()
{
// 獲取當前時間并格式化為文件名
QDateTime currentTime = QDateTime::currentDateTime();
QString timeString = currentTime.toString("yyyy-MM-dd_hh-mm-ss");
QString fileName = QString("%1_%2_to_%3_%4.txt")
.arg(m_prefix)
.arg(m_start)
.arg(m_end)
.arg(timeString);
// 創建文件對象
QFile file(fileName);
// 以寫入模式打開文件
if (!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
qDebug() << "無法創建文件:" << fileName;
return false;
}
// 創建文本流
QTextStream out(&file);
int total = m_end - m_start + 1;
int count = 0;
// 寫入指定范圍的數字
for (int i = m_start; i <= m_end; ++i) {
if (m_shouldStop) {
file.close();
QFile::remove(fileName); // 刪除未完成的文件
return false;
}
out << i;
count++;
// 每10個數字換行
if (count % 10 == 0 || i == m_end) {
out << "\n";
} else {
out << " "; // 數字之間用空格分隔
}
// 每處理100個數字發送一次進度更新
if (count % 100 == 0 || i == m_end) {
emit progressUpdated(count, total);
emit statusUpdated(QString("已處理 %1/%2 個數字").arg(count).arg(total));
// 讓出CPU時間，允許其他操作
QCoreApplication::processEvents();
}
}
// 關閉文件
file.close();
qDebug() << "成功寫入文件:" << fileName;
qDebug() << "文件路徑:" << QDir::currentPath() + "/" + fileName;
qDebug() << "寫入數字范圍:" << m_start << "到" << m_end << "，共" << total << "個數字";
return true;
}
QConcurrent實現多線程導出數據
QConcurrent是Qt提供的一個并發編程框架，用于簡化多線程編程。它提供了一些方便的函數和類，用于在多個線程中執行任務。本示例通過QConcurrent實現導出任務，實現多線程導出數據。
使用方式：
QFuture<bool> future = QConcurrent::run(this, &FileExportWorker::exportNumbersWithProgress);
示例：
** FileExportWorker.h **
#ifndef CONCURRENTEXPORTER_H
#define CONCURRENTEXPORTER_H
#include <QObject>
#include <QString>
#include <QFuture>
#include <QFutureWatcher>
#include <QtConcurrent>
#include "Utilities.h"
class ConcurrentExporter : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit ConcurrentExporter(QObject *parent = nullptr);
// 開始導出任務
void startExport(int start = 1, int end = 10000, const QString& prefix = "concurrent");
// 取消導出任務
void cancelExport();
// 檢查是否正在運行
bool isRunning() const;
signals:
void exportStarted();
void exportFinished(bool success, const QString& message);
private slots:
void onExportFinished();
private:
QFutureWatcher<bool> *m_watcher;
QFuture<bool> m_future;
int m_start;
int m_end;
QString m_prefix;
};
#endif // CONCURRENTEXPORTER_H
** FileExportWorker.cpp **
#include "ConcurrentExporter.h"
#include <QFile>
#include <QTextStream>
#include <QDateTime>
#include <QDir>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QCoreApplication>
#include <QtConcurrent/QtConcurrentRun>
ConcurrentExporter::ConcurrentExporter(QObject *parent)
: QObject(parent)
, m_watcher(new QFutureWatcher<bool>(this))
, m_start(1)
, m_end(10000)
, m_prefix("concurrent")
{
// 連接QFutureWatcher的信號
connect(m_watcher, &QFutureWatcher<bool>::finished, this, &ConcurrentExporter::onExportFinished);
}
void ConcurrentExporter::startExport(int start, int end, const QString& prefix)
{
if (isRunning()) {
qDebug() << "導出任務已在運行中";
return;
}
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
qDebug() << "使用Qt Concurrent開始導出任務...";
qDebug() << "當前線程ID:" << QThread::currentThreadId();
emit exportStarted();
m_future = QtConcurrent::run([=]() {
qDebug() << "工作線程ID:" << QThread::currentThreadId();
return Utilities::writeNumbersToFile(start, end, prefix);
});
// 設置QFutureWatcher監視QFuture
m_watcher->setFuture(m_future);
}
void ConcurrentExporter::cancelExport()
{
if (isRunning()) {
m_future.cancel();
}
}
bool ConcurrentExporter::isRunning() const
{
return m_future.isRunning();
}
void ConcurrentExporter::onExportFinished()
{
bool success = false;
QString message;
if (m_future.isCanceled()) {
message = "導出任務已被取消";
} else {
try {
success = m_future.result();
if (success) {
message = QString("文件導出成功！范圍：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end);
} else {
message = "文件導出失??！";
}
} catch (const std::exception& e) {
message = QString("導出過程中發生異常: %1").arg(e.what());
}
}
emit exportFinished(success, message);
qDebug() << "Qt Concurrent導出任務完成:" << message;
}
QRunnable結合QThreadPool方法實現多線程導出數據
QRunnable是Qt提供的一個接口，用于在多線程中執行任務。QThreadPool是一個線程池，用于管理多個線程。本示例通過QRunnable接口實現導出任務，通過QThreadPool線程池管理線程，實現多線程導出數據。
使用方式：
QThreadPool *pool = QThreadPool::globalInstance();
RunnableExportTask *task = new RunnableExportTask(1, 10000, "numbers");
pool->start(task);
示例：
** RunnableExportTask.h **
#ifndef RUNNABLEEXPORTTASK_H
#define RUNNABLEEXPORTTASK_H
#include <QRunnable>
#include <QObject>
#include <QString>
#include <QDebug>
#include "Utilities.h"
// 由于QRunnable不繼承QObject，我們需要一個信號發射器
class ExportTaskNotifier : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit ExportTaskNotifier(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}
void emitStarted() { emit exportStarted(); }
void emitFinished(bool success, const QString& message) { emit exportFinished(success, message); }
void emitProgress(const QString& status) { emit progressUpdated(status); }
signals:
void exportStarted();
void exportFinished(bool success, const QString& message);
void progressUpdated(const QString& status);
};
class RunnableExportTask : public QRunnable
{
public:
explicit RunnableExportTask(int start = 1, int end = 10000, const QString& prefix = "runnable");
// 設置通知器，用于發送信號
void setNotifier(ExportTaskNotifier *notifier);
// 設置導出參數
void setExportParams(int start, int end, const QString& prefix);
// QRunnable接口實現
void run() override;
private:
int m_start;
int m_end;
QString m_prefix;
ExportTaskNotifier *m_notifier;
};
#endif // RUNNABLEEXPORTTASK_H
RunnableExportTask.cpp
#include "RunnableExportTask.h"
#include <QThread>
#include <QDebug>
RunnableExportTask::RunnableExportTask(int start, int end, const QString& prefix)
: m_start(start)
, m_end(end)
, m_prefix(prefix)
, m_notifier(nullptr)
{
// 設置任務完成后自動刪除
setAutoDelete(true);
}
void RunnableExportTask::setNotifier(ExportTaskNotifier *notifier)
{
m_notifier = notifier;
}
void RunnableExportTask::setExportParams(int start, int end, const QString& prefix)
{
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
}
void RunnableExportTask::run()
{
qDebug() << "QRunnable任務開始運行...";
qDebug() << "當前線程ID:" << QThread::currentThreadId();
if (m_notifier) {
m_notifier->emitStarted();
m_notifier->emitProgress("QRunnable任務：正在準備導出...");
}
try {
if (m_notifier) {
m_notifier->emitProgress("QRunnable任務：開始寫入文件...");
}
bool success = Utilities::writeNumbersToFile(m_start, m_end, m_prefix);
if (success) {
QString message = QString("文件導出成功！范圍：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end);
if (m_notifier) {
m_notifier->emitProgress("QRunnable任務：導出完成");
m_notifier->emitFinished(true, message);
}
qDebug() << "QRunnable任務完成:" << message;
} else {
QString message = "文件導出失敗！";
if (m_notifier) {
m_notifier->emitFinished(false, message);
}
qDebug() << "QRunnable任務失敗:" << message;
}
} catch (const std::exception& e) {
QString message = QString("導出過程中發生異常: %1").arg(e.what());
qDebug() << "QRunnable任務異常:" << message;
if (m_notifier) {
m_notifier->emitFinished(false, message);
}
}
qDebug() << "QRunnable任務結束";
}
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