用事件队列解决QT GUI的操作顺序问题

Posted 2021-03-04 schips

原文: https://www.cnblogs.com/Philip-Tell-Truth/p/6295186.html

GUI操作顺序问题引发异常

有时候我们使用写GUI程序的时候会遇到这样的问题：比如在程序中，建立了一个列表的GUI。这个列表是随着时间不断更新的，而且操作也会读取这个列表GUI的内容。

如果这个程序是多线程的程序，而且只是除了GUI的线程不操作，只是其他线程操作这个列表GUI，那么这个问题很简单，只用加互斥锁就可以了。但如果GUI线程自己本身也要操作这个列表，那么这个问题就很麻烦了。

我们可以很容易地想到一种场景，比如GUI线程读了列表的一些表项（比如选定），此时线程中的某个方法keep了这些表项的指针，然而此时很不幸别的线程有一个请求需要删除列表中的一些表项，并且这些表项有一些包含在了我们的选定内容里，我们知道几乎所有的语言操作GUI时都要进入GUI线程里面操作，那么我们刚才选定表项的那个方法会被打断，然后进入删除表项方法，在删除了表项以后再次回到选定表项方法时，我们的选定的表项有一些已经被删除了，此时我们再进行操作很有可能不符合我们的要求。

如果你是用一般是用C#，JAVA这种不用自己管理内存的语言，那还好，只是结果可能不对，但是如果是用C++这种需要我们自己管理内存的来写，很有可能我们会操作一个被释放了内存的对象，然后程序崩掉，这样的情况是我们不想看到的。

用事件队列来解决问题：

下面用一幅图来表示如何设计事件队列：

　　当然图中虽然是只有三种操作，如果你想，你可以设计出更多的操作，比如读操作，你可以细分为复制表项中的信息和给表项中对应的内容进行操作等。

这样设计以后，就一定程度上消除了GUI打断操作的问题（比如我们会再遇到我们上面的那种访问了一个被析构了的对象问题）。

　　在Qt中我们可以这样写：（ConnectionView这个对象就是我上面说的那种表项）

class ItemsOpsBase
    {
    public:
        virtual void doOperation(ConnectionView *view) = 0;
        virtual ~ItemsOpsBase() = default;
    };
    
    class DeleteItem : public ItemsOpsBase
    {
    public:
        DeleteItem(qintptr target,qint32 connectionIndex)
            :ItemsOpsBase(), _target(target),_connectionIndex(connectionIndex){ }
        
        void doOperation(ConnectionView *view)override;
        ~DeleteItem() = default;
    private:
        qintptr _target;
        qint32 _connectionIndex;
    };
    
    class UpdatePulse :public ItemsOpsBase
    {
    public:
        UpdatePulse(qintptr descriptor,qint32 currentTime)
            :ItemsOpsBase(), _descriptor(descriptor),_currentTime(currentTime){  }
        
        void doOperation(ConnectionView *view)override;
        ~UpdatePulse() = default;
    private:
        qintptr _descriptor;
        qint32 _currentTime;
    };

class UpdateRemark : public ItemsOpsBase
    {
    public:
        UpdateRemark(qintptr descriptor, const QString &remark)
            : ItemsOpsBase(),_remark(remark),_descriptor(descriptor){  }
        
        void doOperation(ConnectionView *view)override;
        ~UpdateRemark() = default;
    private:
        QString _remark;
        qintptr _descriptor;
    };
    
    class TestConnection : public ItemsOpsBase
    {
    public:
        void doOperation(ConnectionView *view)override;
    };
class TestConnectionProducer : public QThread
    {
    public:
        void run()override;
    };
    
    class CopySelectedItemInformProducer :  public QThread
    {
    public:
        void run()override;
    };
    
    class DisconnectTargetsProducer : public QThread
    {
    public:
        void run()override;
    };
    
    class DeleteItemProducer :public QThread
    {
    public:
        DeleteItemProducer(qintptr target, qint32 connectionIndex)
            : QThread(),_target(target),_connectionIndex(connectionIndex) { }
        void run()override;
    private:
        qintptr _target;
        qint32 _connectionIndex;
    };
    
    class UpdatePulseProducer :public QThread
    {
    public:
        UpdatePulseProducer(qintptr descriptor, qint32 currentTime)
            :QThread(),_descriptor(descriptor),_currentTime(currentTime){  }
    protected:  
        void run()override;
    private:
        qintptr _descriptor;
        qint32 _currentTime;
    };
    
    class UpdateRemarkProducer : public QThread
    {
    public:
        UpdateRemarkProducer(qintptr descriptor, const QString &remark)
            :QThread(),_remark(remark),_descriptor(descriptor){ }
    protected:   
        void run()override;
    private:
        QString _remark;
        qintptr _descriptor;
    };
class ConsumerHelper :public QThread
    {
    public:
        ConsumerHelper(ConnectionView *view)
            :QThread(),_view(view){ }
        ~ConsumerHelper();
    protected:
        void run() override;
    private:
        ConnectionView *_view;
        
        ConsumerHelper(const ConsumerHelper &other) = delete;
        ConsumerHelper(const ConsumerHelper &&other) = delete;
        ConsumerHelper &operator=(const ConsumerHelper &other) = delete;
    };

　　互斥锁以及队列的代码：

static QQueue<QSharedPointer<ItemsOpsBase>> &opQueue()
{
       static QQueue<QSharedPointer<ItemsOpsBase>> queue;
       return queue;
}
    
static QSharedPointer<ItemsOpsBase> endOperation;

static QMutex &opQueueLock()
{
       static QMutex mutex;
       return mutex;
}
static QWaitCondition &opQueueIsAvailable()
{
       static QWaitCondition flag;
       return flag;
}

　　ConsumerHelper是一个消费者线程，一直监视着队列的动向，当需要一个某个操作的时候，我们就可以引发一个对象操作的线程，把对应操作加入队列中（为什么需要开一个线程，是为了方便互斥），比如下面我需要一个删除操作：

　　删除操作的代码：

void DeleteItem::doOperation(ConnectionView *view)
    {
        qRegisterMetaType<qintptr>("qintptr");
        qRegisterMetaType<TcpConnectionHandler *>("TcpConnectionHandler *");
        QMetaObject::invokeMethod(view, "deleteConnection",Qt::QueuedConnection, Q_ARG(qintptr, _target), Q_ARG(qint32, _connectionIndex));
    }
void DeleteItemProducer::run()
    {
        QSharedPointer<ItemsOpsBase> op = QSharedPointer<ItemsOpsBase>(new DeleteItem(_target,_connectionIndex));
        
        QMutexLocker locker(&opQueueLock());
        opQueue().enqueue(op);
        opQueueIsAvailable().wakeOne();
    }

消费者线程的代码：

void ConsumerHelper::run()
    {
        forever
        {
            QSharedPointer<ItemsOpsBase> opPointer;
            
            {
                QMutexLocker locker(&opQueueLock());
                
                if (opQueue().isEmpty())
                    opQueueIsAvailable().wait(&opQueueLock());
                opPointer = opQueue().dequeue();
                
                if (opPointer == endOperation)
                    break;
            }
            {
                if(!opPointer.isNull())
                    opPointer->doOperation(_view);
            }
        }
    } 

    ConsumerHelper::~ConsumerHelper()
    {
        {
            QMutexLocker locker(&opQueueLock());
            while(!opQueue().isEmpty())
                opQueue().dequeue();
            
            opQueue().enqueue(endOperation);
            opQueueIsAvailable().wakeOne();
        }
        
        wait();//注意这里是wait在次线程上的
    }

　　这个时候我只需要在需要用到删除操作的地方用：

DeleteItemProducer *deleteItemProducer = new DeleteItemProducer(target,index);
connect(deleteItemProducer, &QThread::finished, deleteItemProducer, &QThread::deleteLater);
deleteItemProducer->start();