QThread执行冻结了我的GUI

Question

我是多线程编程的新手.我用Qt编写了这个简单的多线程程序.但是当我运行这个程序时它会冻结我的GUI,当我点击我的寡妇时,它会回应你的程序没有响应.这是我的widget类.我的线程开始计算一个整数,当这个数字可以被1000分割时发出它.在我的小部件中,我只是用信号槽机制捕获这个数字,并在标签和进度条中显示它.

   Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    MyThread *th = new MyThread;
    connect( th, SIGNAL(num(int)), this, SLOT(setNum(int)));
    th->start();
}


void Widget::setNum(int n)
{
    ui->label->setNum( n);
    ui->progressBar->setValue(n%101);
}

这是我的线程run()函数:

void MyThread::run()
{
    for( int i = 0; i < 10000000; i++){
        if( i % 1000 == 0)
            emit num(i);
    }
}

谢谢!

Answer 1

问题是你的线程代码产生了一个事件风暴.循环计数非常快 - 如此之快,以至于每1000次迭代发出一个信号这一事实非常重要.在现代CPU上,执行1000个整数分区大约需要10微秒IIRC.如果环路是唯一的限制因素,那么您将以每秒约100,000次的峰值速率发射信号.情况并非如此,因为性能受到其他因素的限制,我们将在下面讨论.

让我们理解当你在接收器所在的不同线程中发出信号时会发生什么QObject.信号打包在一个QMetaCallEvent并发布到接收线程的事件队列中.在接收线程中运行的事件循环 - 这里是GUI线程 - 使用实例来处理这些事件QAbstractEventDispatcher.每个都会QMetaCallEvent调用连接的插槽.

接收GUI线程的事件队列的访问由a序列化QMutex.在Qt 4.8及更高版本中,QMutex实现获得了很好的加速,因此每个信号发射导致锁定队列互斥的事实不太可能成为问题.唉,事件需要在工作线程的堆上分配,然后在GUI线程中解除分配.如果线程碰巧在不同的内核上执行,那么当快速连续发生时,许多堆分配器的性能都很差.

最大的问题出在GUI线程中.似乎有一堆隐藏的O(n ^ 2)复杂度算法!事件循环必须处理10,000个事件.这些事件很可能非常快速地传递,最终在事件队列中的连续块中.事件循环必须在处理更多事件之前处理所有事件.调用插槽时会发生许多昂贵的操作.不仅QMetaCallEvent从堆中释放,而且标签调度update()(重绘),并在内部将可压缩事件发布到事件队列.在最坏的情况下,可压缩事件发布必须遍历整个事件队列.这是一个潜在的O(n ^ 2)复杂行为.在实践中可能更重要的另一个这样的动作是进度条的setValue内部调用QApplication::processEvents().这可以递归调用您的插槽以从事件队列传递后续信号.你做的工作比你想象的要多,这就锁定了GUI线程.

检测您的插槽并查看是否以递归方式调用它.这种快速而肮脏的方式是

void Widget::setNum(int n)
{
  static int level = 0, maxLevel = 0;
  level ++;
  maxLevel = qMax(level, maxLevel);
  ui->label->setNum( n);
  ui->progressBar->setValue(n%101);
  if (level > 1 && level == maxLevel-1) {
    qDebug("setNum recursed up to level %d", maxLevel);
  }
  level --;
}

什么是冻结你的GUI线程不是QThread的执行,而是你做GUI线程的大量工作.即使你的代码看起来无害.

关于processEvents和Run-to-Completion Code的附注

我认为QProgressBar::setValue调用是一个非常糟糕的主意processEvents().它只会鼓励用户编写代码的方式(连续运行代码而不是简短的运行完成代码).由于processEvents()呼叫可以递归到呼叫者,因此setValue成为一个不受欢迎的角色,并且可能非常危险.

如果想要以连续样式编码并保持运行完成语义,那么有很多方法可以在C++中处理它.一个是通过利用预处理器,例如代码看到我的另一个答案.

另一种方法是使用表达式模板来使C++编译器生成所需的代码.您可能希望在此处利用模板库 - 即使您没有编写解析器,Boost精灵也有一个可以重用的实现的起点.

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