深入理解QMutexLocker

一、QMutexLocker概述

QMutexLocker是Qt中用于线程同步的一个类，其使用一个互斥量(QMutex)来保证线程访问的安全性。当一个线程需要在多个线程间进行共享资源的访问时，为了避免出现竞争条件等线程安全问题，需要使用锁机制。QMutexLocker即为一个用于管理QMutex的锁对象。

二、QMutexLocker的使用方法

QMutexLocker的使用方法非常简单，只需要在使用时实例化一个QMutexLocker对象，其构造函数会自动锁定互斥量，析构函数会自动释放锁。例如：

QMutex mutex;
void myFunction()
{
    QMutexLocker locker(&mutex);
    // 在此处对共享资源进行读写操作
    ...
} 

在myFunction函数中，锁对象locker会自动锁定mutex，函数执行结束后析构函数会自动释放锁对象，保证其他线程访问该共享资源时不会发生冲突。

三、QMutexLocker的实现原理

QMutexLocker的实现原理是基于RAII的思想。RAII(资源获取即初始化)是一种C++编程技巧，可以通过在对象构造时获取资源，在对象析构时释放资源，确保资源的自动释放，避免因为程序控制流程异常而造成资源泄露的情况。QMutexLocker即为一个RAII对象。

在上例中，当QMutexLocker对象locker实例化时，其构造函数会锁定QMutex。mutex.lock()函数会被调用，如果QMutex已经被锁住，则当前线程会被阻塞(调用线程的sleep函数)，直到QMutex被释放。当函数执行结束，locker对象超出其作用域，析构函数被调用，会自动释放QMutex，即调用mutex.unlock()函数。

四、QMutexLocker的注意事项

虽然QMutexLocker使用起来非常简单，但需要注意以下几点：

1、QMutexLocker对象必须在需要访问共享资源的代码块内定义，否则不会对共享资源进行保护。

2、QMutexLocker对象不能跨线程使用，一个QMutex只能由同一个线程持有和释放。

3、使用QMutexLocker锁住的代码块应该尽可能短，锁定时间不宜过长，以避免对其他线程访问造成不必要的阻塞。

4、QMutexLocker并不能完全避免线程安全问题的发生，还需要其他手段进行线程安全问题的预防和解决，如信号槽机制、事件机制、条件变量等。

五、QMutexLocker代码示例

以下是一个使用QMutexLocker的示例代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

QMutex mutex; // 定义一个互斥量对象

class MyThread : public QThread
{
public:
    void run(){
        for(int i=0; i<100000; i++){
            QMutexLocker locker(&mutex); // 锁定互斥量
            qDebug() << "Thread" << QThread::currentThread() << i; // 输出线程信息
            msleep(50); // 线程休眠50毫秒
        }
    }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);

    MyThread thread1, thread2;
    thread1.start();
    thread2.start();

    // 等待两个线程执行完成
    thread1.wait();
    thread2.wait();

    return a.exec();
}

在该示例中，定义了一个互斥量对象mutex，并在MyThread中使用了一个QMutexLocker对象locker锁住了mutex，确保线程安全。通过输出线程信息，可以清晰地看到两个线程交替执行。