Qt中的多线程数据处理管道

Posted 2023-02-16

【中文标题】Qt中的多线程数据处理管道

【英文标题】：Multithreaded data processing pipeline in Qt

【发布时间】：2011-11-11 15:26:26

【问题描述】：

在Qt中解决以下问题的好方法是什么：

我有一个传感器类，它不断产生数据。在这个数据上，需要一个接一个地执行几个操作，这可能需要相当长的时间。为此，我有一些额外的课程。基本上，每次记录一个新的数据项，第一个类应该获取数据，处理它，将它传递给下一个等等。

传感器 --> 第一类 --> ... --> 最后一类

我想将管道的各个类放入它们自己的线程中，这样当类 2 处理样本 n 时，类 1 可能已经在样本 n+1 上工作......

此外，由于各个步骤的性能可能有很大差异（例如，传感器比其他步骤快得多）而且我对过时的数据不感兴趣，我希望 1 级（以及之后的所有内容）始终获得来自其前身的最新数据，丢弃旧数据。因此，管道的步骤之间没有大的缓冲。

首先我考虑将 Qt::QueuedConnections 用于信号/插槽，但我想这会引入一个充满过时样本的队列，等待管道的较慢部分处理？

【参考方案1】：

只需构建您自己的单元素“队列”类。它应该有：

A piece of data (or pointer to data)
A Boolean "dataReady"
A mutex
A condition variable

“入队”功能就是：

lock mutex
Replace data with new data
dataReady = true
signal condition variable

“出队”功能就是：

lock mutex
while (!dataReady) cond_wait(condition, mutex)
tmpData = data
data = NULL (or zero)
dataReady = false
unlock mutext
return tmpData

数据的类型可以是模板参数。

【参考方案2】：

您正在处理的是生产者消费者模式。您可以在此处找到对此的一般概述。 http://en.wikipedia.org/wiki/Producer-consumer_problem

您想使用 QMutex 将数据的访问权限一次限制为一个线程。使用 QMutexLocker 锁定它。

举一个非常简单的例子：

QList<quint32> data;
QMutex mutex;

//  Consumer Thread calls this
int GetData()

   quint32 result(-1); // if =1 is a valid value, you may have to return a bool and 
                       // get the value through a reference to an int 
                       // in the parameter list.

   QMutexLocker lock(&mutex);

   if (data.size())
   
      result = data.front();  // or back
      data.clear();
   

   return result;


// Producer Thread calls this
void SetData(quint32 value)

    QMutexLocker lock(&mutex);

    data.push_back(value);