深入理解QMutexLocker

一、QMutexLocker概述

QMutexLocker是Qt中用於線程同步的一個類，其使用一個互斥量(QMutex)來保證線程訪問的安全性。當一個線程需要在多個線程間進行共享資源的訪問時，為了避免出現競爭條件等線程安全問題，需要使用鎖機制。QMutexLocker即為一個用於管理QMutex的鎖對象。

二、QMutexLocker的使用方法

QMutexLocker的使用方法非常簡單，只需要在使用時實例化一個QMutexLocker對象，其構造函數會自動鎖定互斥量，析構函數會自動釋放鎖。例如：

QMutex mutex;
void myFunction()
{
    QMutexLocker locker(&mutex);
    // 在此處對共享資源進行讀寫操作
    ...
} 

在myFunction函數中，鎖對象locker會自動鎖定mutex，函數執行結束後析構函數會自動釋放鎖對象，保證其他線程訪問該共享資源時不會發生衝突。

三、QMutexLocker的實現原理

QMutexLocker的實現原理是基於RAII的思想。RAII(資源獲取即初始化)是一種C++編程技巧，可以通過在對象構造時獲取資源，在對象析構時釋放資源，確保資源的自動釋放，避免因為程序控制流程異常而造成資源泄露的情況。QMutexLocker即為一個RAII對象。

在上例中，當QMutexLocker對象locker實例化時，其構造函數會鎖定QMutex。mutex.lock()函數會被調用，如果QMutex已經被鎖住，則當前線程會被阻塞(調用線程的sleep函數)，直到QMutex被釋放。當函數執行結束，locker對象超出其作用域，析構函數被調用，會自動釋放QMutex，即調用mutex.unlock()函數。

四、QMutexLocker的注意事項

雖然QMutexLocker使用起來非常簡單，但需要注意以下幾點：

1、QMutexLocker對象必須在需要訪問共享資源的代碼塊內定義，否則不會對共享資源進行保護。

2、QMutexLocker對象不能跨線程使用，一個QMutex只能由同一個線程持有和釋放。

3、使用QMutexLocker鎖住的代碼塊應該儘可能短，鎖定時間不宜過長，以避免對其他線程訪問造成不必要的阻塞。

4、QMutexLocker並不能完全避免線程安全問題的發生，還需要其他手段進行線程安全問題的預防和解決，如信號槽機制、事件機制、條件變量等。

五、QMutexLocker代碼示例

以下是一個使用QMutexLocker的示例代碼：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

QMutex mutex; // 定義一個互斥量對象

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

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

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

    // 等待兩個線程執行完成
    thread1.wait();
    thread2.wait();

    return a.exec();
}

在該示例中，定義了一個互斥量對象mutex，並在MyThread中使用了一個QMutexLocker對象locker鎖住了mutex，確保線程安全。通過輸出線程信息，可以清晰地看到兩個線程交替執行。