用事件队列解决GUI的操作顺序问题（Qt中处理方法）

Posted 2020-08-28 PhiliAI

GUI操作顺序问题引发异常：

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　　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：

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　　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）

  1 class ItemsOpsBase
  2     {
  3     public:
  4         virtual void doOperation(ConnectionView *view) = 0;
  5         virtual ~ItemsOpsBase() = default;
  6     };
  7     
  8     class DeleteItem : public ItemsOpsBase
  9     {
 10     public:
 11         DeleteItem(qintptr target,qint32 connectionIndex)
 12             :ItemsOpsBase(), _target(target),_connectionIndex(connectionIndex){ }
 13         
 14         void doOperation(ConnectionView *view)override;
 15         ~DeleteItem() = default;
 16     private:
 17         qintptr _target;
 18         qint32 _connectionIndex;
 19     };
 20     
 21     class UpdatePulse :public ItemsOpsBase
 22     {
 23     public:
 24         UpdatePulse(qintptr descriptor,qint32 currentTime)
 25             :ItemsOpsBase(), _descriptor(descriptor),_currentTime(currentTime){  }
 26         
 27         void doOperation(ConnectionView *view)override;
 28         ~UpdatePulse() = default;
 29     private:
 30         qintptr _descriptor;
 31         qint32 _currentTime;
 32     };
 33 
 34 class UpdateRemark : public ItemsOpsBase
 35     {
 36     public:
 37         UpdateRemark(qintptr descriptor, const QString &remark)
 38             : ItemsOpsBase(),_remark(remark),_descriptor(descriptor){  }
 39         
 40         void doOperation(ConnectionView *view)override;
 41         ~UpdateRemark() = default;
 42     private:
 43         QString _remark;
 44         qintptr _descriptor;
 45     };
 46     
 47     class TestConnection : public ItemsOpsBase
 48     {
 49     public:
 50         void doOperation(ConnectionView *view)override;
 51     };
 52 class TestConnectionProducer : public QThread
 53     {
 54     public:
 55         void run()override;
 56     };
 57     
 58     class CopySelectedItemInformProducer :  public QThread
 59     {
 60     public:
 61         void run()override;
 62     };
 63     
 64     class DisconnectTargetsProducer : public QThread
 65     {
 66     public:
 67         void run()override;
 68     };
 69     
 70     class DeleteItemProducer :public QThread
 71     {
 72     public:
 73         DeleteItemProducer(qintptr target, qint32 connectionIndex)
 74             : QThread(),_target(target),_connectionIndex(connectionIndex) { }
 75         void run()override;
 76     private:
 77         qintptr _target;
 78         qint32 _connectionIndex;
 79     };
 80     
 81     class UpdatePulseProducer :public QThread
 82     {
 83     public:
 84         UpdatePulseProducer(qintptr descriptor, qint32 currentTime)
 85             :QThread(),_descriptor(descriptor),_currentTime(currentTime){  }
 86     protected:  
 87         void run()override;
 88     private:
 89         qintptr _descriptor;
 90         qint32 _currentTime;
 91     };
 92     
 93     class UpdateRemarkProducer : public QThread
 94     {
 95     public:
 96         UpdateRemarkProducer(qintptr descriptor, const QString &remark)
 97             :QThread(),_remark(remark),_descriptor(descriptor){ }
 98     protected:   
 99         void run()override;
100     private:
101         QString _remark;
102         qintptr _descriptor;
103     };
104 class ConsumerHelper :public QThread
105     {
106     public:
107         ConsumerHelper(ConnectionView *view)
108             :QThread(),_view(view){ }
109         ~ConsumerHelper();
110     protected:
111         void run() override;
112     private:
113         ConnectionView *_view;
114         
115         ConsumerHelper(const ConsumerHelper &other) = delete;
116         ConsumerHelper(const ConsumerHelper &&other) = delete;
117         ConsumerHelper &operator=(const ConsumerHelper &other) = delete;
118     };

 

　　互斥锁以及队列的代码：

 1 static QQueue<QSharedPointer<ItemsOpsBase>> &opQueue()
 2 {
 3        static QQueue<QSharedPointer<ItemsOpsBase>> queue;
 4        return queue;
 5 }
 6     
 7 static QSharedPointer<ItemsOpsBase> endOperation;
 8 
 9 static QMutex &opQueueLock()
10 {
11        static QMutex mutex;
12        return mutex;
13 }
14 static QWaitCondition &opQueueIsAvailable()
15 {
16        static QWaitCondition flag;
17        return flag;
18 }

 

　　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：

 1  void DeleteItem::doOperation(ConnectionView *view)
 2     {
 3         qRegisterMetaType<qintptr>("qintptr");
 4         qRegisterMetaType<TcpConnectionHandler *>("TcpConnectionHandler *");
 5         QMetaObject::invokeMethod(view, "deleteConnection",Qt::QueuedConnection, Q_ARG(qintptr, _target), Q_ARG(qint32, _connectionIndex));
 6     }
 7 void DeleteItemProducer::run()
 8     {
 9         QSharedPointer<ItemsOpsBase> op = QSharedPointer<ItemsOpsBase>(new DeleteItem(_target,_connectionIndex));
10         
11         QMutexLocker locker(&opQueueLock());
12         opQueue().enqueue(op);
13         opQueueIsAvailable().wakeOne();
14     }

 

 

消费者线程的代码：

 1 void ConsumerHelper::run()
 2     {
 3         forever
 4         {
 5             QSharedPointer<ItemsOpsBase> opPointer;
 6             
 7             {
 8                 QMutexLocker locker(&opQueueLock());
 9                 
10                 if (opQueue().isEmpty())
11                     opQueueIsAvailable().wait(&opQueueLock());
12                 opPointer = opQueue().dequeue();
13                 
14                 if (opPointer == endOperation)
15                     break;
16             }
17             {
18                 if(!opPointer.isNull())
19                     opPointer->doOperation(_view);
20             }
21         }
22     } 
23 
24     ConsumerHelper::~ConsumerHelper()
25     {
26         {
27             QMutexLocker locker(&opQueueLock());
28             while(!opQueue().isEmpty())
29                 opQueue().dequeue();
30             
31             opQueue().enqueue(endOperation);
32             opQueueIsAvailable().wakeOne();
33         }
34         
35         wait();//注意这里是wait在次线程上的
36     }

 

 

　　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();

 

启动删除操作生产者的线程就可以了，我们就把删除操作加入队列中，合适的时候，消费者线程会执行这个操作，并且把操作投递到GUI线程中进行。