Qt多线程：QtConcurrent + QFuture + Q

QtConcurrent实际是一个命名空间，该命名空间提供了高级API，从而可以在不使用低级线程原语（启动线程、线程间同步、锁等）的情况下编写多线程程序。

但是QtConcurrent仅支持接受纯函数或者lambda表达式，不支持信号和槽，如果需要监听任务执行结果可以通过与QFuture和QFutureWatcher配合来达到。

QFuture类表示异步计算的结果，使用Qt Concurrent框架中的API启用。

QFuture允许线程针对一个或多个结果进行同步，这些结果将在稍后的时间点准备就绪。结果可以是具有默认构造函数和副本构造函数的任何类型。如果在调用result（），resultAt（）或results（）函数时结果不可用，则QFuture将等待，直到结果变为可用。您可以使用isResultReadyAt（）函数来确定结果是否准备就绪。对于报告多个结果的QFuture对象，resultCount（）函数返回连续结果的数量。这意味着将结果从0迭代到resultCount（）始终是安全的。
QFuture提供了Java样式的迭代器（QFutureIterator）和STL样式的迭代器（QFuture :: const_iterator）。使用这些迭代器是将来获取结果的另一种方法。
QFuture还提供了与运行计算进行交互的方法。例如，可以使用cancel（）函数取消计算。要暂停计算，请使用setPaused（）函数或pause（），resume（）或togglePaused（）便利函数之一。请注意，并非所有异步计算都可以取消或暂停。例如，不能取消QtConcurrent :: run（）返回的future。但是QtConcurrent :: mappedReduced（）返回的Future可以。
进度信息由progressValue（），progressMinimum（），progressMaximum（）和progressText（）函数提供。 waitForFinished（）函数使调用线程阻塞并等待计算完成，确保所有结果均可用。
可以使用isCanceled（），isStarted（），isFinished（），isRunning（）或isPaused（）函数查询QFuture表示的计算状态。
QFuture是轻量级引用计数类，可以按值传递。
QFuture <void>专门用于不包含任何结果获取功能。任何QFuture <T>都可以分配或复制到QFuture <void>中。如果仅需要状态或进度信息，而无需实际结果数据，则此功能很有用。

要使用信号和插槽与正在运行的任务进行交互，则需要使用QFutureWatcher。

QFutureWatcher类允许使用信号和插槽监视QFuture。

QFutureWatcher提供有关QFuture的信息和通知。使用setFuture（）函数开始监视特定的QFuture。 future（）函数返回带有setFuture（）的Future集。
为了方便起见，QFutureWatcher中还提供了一些函数：progressValue（），progressMinimum（），progressMaximum（），progressText（），isStarted（），isFinished（），isRunning（），isCanceled（），isPaused（），waitForFinished （），result（）和resultAt（）。 以及一些槽函数cancel（），setPaused（），pause（），resume（）和togglePaused（）。
状态更改通过started（），finished（），canceled（），paused（），resumed（），resultReadyAt（）和resultReadyAt（）信号进行报告。从progressRangeChanged（），void progressValueChanged（）和progressTextChanged（）信号提供进度信息。
节流控制由setPendingResultsLimit（）函数提供。当待处理的resultReadyAt（）或resultsReadyAt（）信号的数量超过限制时，由Future表示的计算将自动受到限制。一旦待处理信号的数量下降到限制以下，计算将恢复。

简单的例子：

#include "mainwindow.h"

#include "ui_mainwindow.h"

#include <QtConcurrent>

#include <QThread>

#include <QDebug>

MainWindow::MainWindow(QWidget *parent) :

    QMainWindow(parent),

    ui(new Ui::MainWindow)

{

    ui->setupUi(this);

    m_pWatcher = new(std::nothrow) QFutureWatcher<int>(this);

    connect(m_pWatcher, &QFutureWatcher<int>::progressValueChanged, [](int nVal){

        qDebug() << "watcher => " << QThread::currentThreadId() << QThread::currentThread() << " " << nVal << endl;

    });

    connect(m_pWatcher, &QFutureWatcher<int>::resultReadyAt, [this](int index){

        qDebug() << "Result At " << index << " is " << m_pWatcher->resultAt(index) << endl;

    });

}

MainWindow::~MainWindow()

{

    delete ui;

}

int func(int nVal)

{

    qDebug() << "start => " << QThread::currentThreadId() << QThread::currentThread() << " " << nVal << endl;

    return nVal *2;

}

void MainWindow::on_btnStart_clicked()

{

    QList<int> lst;

    lst.push_back(1);

    lst.push_back(2);

    lst.push_back(3);

    lst.push_back(4);

    lst.push_back(5);

    lst.push_back(6);

    m_pWatcher->setFuture(QtConcurrent::mapped(lst, func));

}

![运行结果] image.png

通过运行结果可以发现，QtConccurent管理的线程实际是从线程池分配线程资源的，而绑定QFutureWatcher的槽是在主线程中执行的。
在需要单次执行且内部逻辑较简单的时候使用QtConccurrent+QFuture+QFutureWatcher是很方便的，可以减少很多编码工作量，而且在多cpu环境中，QtConccurent也会启用多核。