Qt扫盲-Reentrant和线程安全-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了Qt扫盲-Reentrant和线程安全。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、概述

在整个文档中， Reentrant 和 thread-safe 术语用于标记类和函数，指明如何在多线程应用程序中使用它们:

一个 thread-safe的函数可以从多个线程同时调用，即使调用使用了共享数据，因为对共享数据的所有引用都是序列化的。
一个 Reentrant 函数也可以从多个线程同时调用Reentrant函数，但前提是每次调用都使用自己的数据。

因此，thread-safe 的函数总是Reentrant的，但 Reentrant 的函数并不总是线程安全的，可以理解Reentrant 是线程不安全的。

扩展一下，如果一个类的成员函数可以在多个线程中安全地调用，只要每个线程使用这个类的不同实例，那么这个类就是Reentrant的。如果类的成员函数可以在多个线程中安全地调用，那么这个类就是线程安全的，即使所有线程都使用这个类的同一个实例。

注意：Qt类只有在被多个线程使用时才被记录为线程安全的。如果函数未标记为线程安全或Reentrant，则不应在不同的线程中使用它。如果类未标记为线程安全或Reentrant，则不应从不同线程访问该类的特定实例。

二、Reentrant

c++类通常是Reentrant的，因为它们只访问自己的成员数据。任何线程都可以调用Reentrant类实例的成员函数，只要其他线程不能同时调用同一个类实例的成员函数。例如，下面的Counter类是Reentrant的:

class Counter
{
  public:
      Counter() { n = 0; }

      void increment() { ++n; }
      void decrement() { --n; }
      int value() const { return n; }

  private:
      int n;
};

这个类不是线程安全的，因为如果多个线程试图修改数据成员n，结果是未定义的。这是因为 ++ 和 – 操作符并不总是原子的。实际上，它们通常扩展为3条机器指令:

将变量的值加载到寄存器中。
增加或减少寄存器的值。
将寄存器的值存储到主内存中。

如果线程A和线程B同时加载变量的旧值，增加它们的寄存器并存储它，它们最终会相互覆盖，变量只会增加一次!

三、线程安全

显然，访问必须序列化:线程A必须不间断地(原子操作的)执行步骤1、2、3，然后线程B才能执行相同的步骤;反之亦然。让类成为线程安全的一种简单方法是使用QMutex来保护对数据成员的所有访问:

class Counter
{
  public:
      Counter() { n = 0; }

      void increment() { QMutexLocker locker(&mutex); ++n; }
      void decrement() { QMutexLocker locker(&mutex); --n; }
      int value() const { QMutexLocker locker(&mutex); return n; }

  private:
      mutable QMutex mutex;
      int n;
};

QMutexLocker类会在构造函数中自动锁定互斥量，并在函数末尾调用析构函数时解锁。锁定互斥量可以确保来自不同线程的访问将被序列化。互斥量数据成员使用可变限定符声明，因为我们需要在value()中锁定和解锁互斥量，这是一个const函数。

四、Qt类的注意事项

许多Qt类是Reentrant的，但它们不是线程安全的，因为使它们成为线程安全的会导致重复锁定和解锁QMutex的额外开销。例如，QString是Reentrant的，但不是线程安全的。你可以从多个线程同时安全地访问不同的QString实例，但你不能从多个线程同时安全地访问同一个QString实例(除非你自己使用QMutex来保护访问)。

有些Qt类和函数是线程安全的。这些主要是线程相关的类(例如QMutex)和基本函数(例如QCoreApplication::postEvent())。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-422621.html