c++ - 需要帮助使用 QThread 的多线程应用程序

Question

我对 QThread 很陌生，我想用 Qt 制作一个多线程应用程序。网上资源很多，有的推荐子类化QThread，有的说不行，他们用的是moveToThread函数。我真的很困惑。也许这取决于需求，所以我正在写我的需求。

该软件将通过 UDP 协议(protocol)与设备通信。设备将收到的数据包作为 ACK 发送回发送方。由于 UDP 不可靠，我想通过检查设备的应答来增加通信的可靠性。我想给设备一点时间发送答案，如果没有收到答案(ACK 数据包)，我想再次发送相同的数据包。如果出现错误的应答数据包(乱序数据包)，我可以忽略它，无需重新排序。将有一些数据包(设备命令)将定期发送，例如每秒发送一次。

我想使用 QThread 在线程中进行所有通信。单击按钮将启动线程并开始通信(一些数据包将定期发送)。单击按钮将停止通信。

那我该怎么做呢？我只需要步骤。

编辑:

我已经实现了阻塞读写。我正在使用 moveToThread 函数将它移动到线程并启动线程。但我不知道这是否是适合我的用例的最佳方式。

我像下面这样一个接一个地发送一些数据报，例如:

int UDP::readCalibration(..)
{
    while(readStatus() != 0);

    // Send addr, read page command and read buffer command
    // one after each
    writeRegisterBlock(LOW_ADDR, CalibAddr, 2); // Blocking
    writeRegister(CMD_Reg, READ_PAGE);          // Blocking
    readRegisterBlock(READ_BUF, data, 128);     // Blocking
}
....
int UDP::writeRegisterBlock(...) 
{
   ....// Build UdpPacket
   return UDP_Send(UdpPacket, &ReceivePacket);
}
int UDP::writeRegister(...) 
{
   ....// Build UdpPacket
   return UDP_Send(UdpPacket, &ReceivePacket);
}
int UDP::readRegisterBlock(...) 
{
   ....// Build UdpPacket
   return UDP_Send(UdpPacket, &ReceivePacket);
}
// and UDP_Send function, this is the important part
int UDP::UDP_Send(QByteArray UdpPacket, QByteArray *ReceivePacket)
{
    QByteArray Datagram;
    QHostAddress SenderAddress;
    quint16 SenderPort;
    int UDP_RetVal = -1, timeOutCounter = -1, NrOfSend = -1, NrOfRecv = -1, retVal = -1;
   bool pendingDatagram = false;

   SetContinueToRecv(true); // sets a boolean variable with mutex
   SetContinueToSend(true); // sets a boolean variable with mutex

   while ((NrOfSend < MAX_RETRY) && GetContinueToSend())
   {
       NrOfSend++;
       SetContinueToRecv(true); // start receiver loop
       UDP_RetVal = udpSocket->writeDatagram(UdpPacket, DestinationIP, port);

       if(UDP_RetVal < 0)
       {
           qDebug() << "udpSocket error";
       }
       else
       {
           while((NrOfRecv <  MAX_RETRY) && GetContinueToRecv())
           {
               pendingDatagram = false;

               while (!pendingDatagram && (timeOutCounter < TIMEOUT_MS))
               {
                   msleep(SLEEP_MS);
                   timeOutCounter++;
                   pendingDatagram = udpSocket->hasPendingDatagrams();
               }

               if (timeOutCounter < TIMEOUT_MS)
               {
                   Datagram.resize(udpSocket->pendingDatagramSize());
                   udpSocket->readDatagram(Datagram.data(), Datagram.size(), &SenderAddress, &SenderPort);

                   //Compare only first 4 bytes, cmd, nr, addr
                   if((UdpPacket.mid(0, 4) == Datagram.mid(0, 4)) && (SenderAddress == DestinationIP) )
                   {
                       retVal = 0;
                       //Take only data , not commands
                       ReceivePacket->resize(Datagram.size()-4);
                       ReceivePacket->replace(0, Datagram.size()-4, Datagram.right(Datagram.size()-4));
                       SetContinueToRecv(false); // Break receiver while loop
                       SetContinueToSend(false); // Break sender while loop
                   }
                   else // Wrong packet
                   {
                       SetContinueToRecv(true); // try again to receive
                       timeOutCounter = -1;
                       qDebug() << "Wrong Packet.";
                   }    // Wrong packet
               }
               else // Timeout
               {
                   qDebug() << "Timeout maximum. NrOfSend: " << NrOfSend << " NrOfRecv: " << NrOfRecv;
                   timeOutCounter = -1;
                   SetContinueToSend(true); // try again to send
                   SetContinueToRecv(false);
               }   // Timeout
           }  // Receive loop
           NrOfRecv = -1;
       }  // Succesfully sent
   }  // Send loop
   if(NrOfSend == MAX_RETRY)
   {
      retVal = -1; // Could not send.
      qDebug() << "Could not send";
   }
   return retVal;
}

如何用 readyRead 和 Timeout 函数替换阻塞函数？也许我必须保存发送的数据报，并且在超时时我必须将接收到的数据报与发送的数据报进行比较，如果相同，则数据包发送和接收正确。如果没有，我必须重新发送？

Answer 1

我强烈建议您使用异步 API QUdpSocket类提供您的用例。

使用连接到 readyRead() 信号的插槽，并在该插槽内使用 readDatagram() 实际从套接字读取接收到的数据。为了发送数据，在任何你喜欢的地方使用 writeDatagram()，它不会阻塞调用线程。

您可以阅读 Broadcast Receiver Example和 Broadcast Sender Example , 并编写类似的代码。

至于超时的事情，你可以有一个QTimer它的 timeout() 信号连接到发送数据报的槽，以便它发送 它在指定时间内没有响应时继续发送数据包，并让计时器的 start() 在连接到 readyRead() 信号的槽中调用的方法(以便在每次收到数据报时重新启动计时器)。

要回答你关于多线程的问题，通常的简单使用方法是有一个派生自 QObject 的类，并实现需要在该类中执行的插槽，然后实例化一个新的 QThread 并对该对象调用 moveToThread() 到新的 QThread。之后，当任何连接到该对象槽的信号被发出时，槽代码将在新线程中执行。

但是，值得注意的是，在 Qt 中有很多利用多线程的方法，每个用例都有其实现方式，请看这里 Multithreading Technologies in Qt .并且在您的用例中，根本不要使用多线程。

编辑:所以你无法上网，你实现了你的阻塞读写。 . .

I am moving it to a Thread using moveToThread function and starting the thread

首先，您必须确保在将 QObject 移动到新线程后，您不会直接调用使用阻塞 IO 的函数，而是通过连接一个向它发出信号并发出该信号，或者使用 QMetaObject::invokeMethod。因为直接调用它会在调用者的线程中执行您的函数，这很可能是 GUI 线程，而这是我们不想做的事情。 . .

我可以看到您在 UDP::UDP_Send 中调用了 msleep。请不要告诉我您的 UDP 类继承自 QThread，请再次阅读我的回答以了解您应该从中派生什么。

似乎您正在通过每个 SLEEP_MS 调用其 hasPendingDatagrams 来轮询 QUdpSocket。如果您要继续使用阻塞模式，请改用 waitForReadyRead，这样线程将一直阻塞，直到 QUdpSocket 收到数据报为止。 . .

这些迹象表明您没有让您的代码在新线程中正确执行。 . .

附言:使用我第一次告诉你的异步方式重写你的代码，比修复你当前的代码要容易、简单和干净得多。只需阅读我链接的示例，如果您不明白，请随时询问它们。 . .