如何将 lambda 函数排队到 Qt 的事件循环中？答案

【问题标题】：How to queue lambda function into Qt's event loop?如何将 lambda 函数排队到 Qt 的事件循环中？
【发布时间】：2023-03-10 18:56:01
【问题描述】：

基本上我需要在 Java 中完成的相同操作：

SwingUtilities.invokeLater(()->{/* function */});

或者像这样在javascript中：

setTimeout(()=>{/* function */}, 0);

但是使用 Qt 和 lambda。所以一些伪代码：

Qt::queuePushMagic([]() { /* function */ });

作为一个额外的复杂因素，我需要它在多线程上下文中工作。我实际上想要做的是在正确的线程中自动运行某些方法。然后代码会是什么样子：

SomeClass::threadSafeAsyncMethod() {
    if(this->thread() != QThread::currentThread()) {
        Qt::queuePushMagic([this]()=>{ this->threadSafeAsyncMethod() });
        return;
    }
}

如何做到这一点？

【问题讨论】：

你试过QTimer吗？
我猜这可能行得通。但是要提一提，而且相当重要的一件事，就是我正试图推入 其他线程的事件循环。

标签： c++ qt lambda qthread event-loop

【解决方案1】：

您的问题是How to leverage Qt to make a QObject method thread-safe? 让我们根据您的用例调整那里提供的解决方案。首先，让我们排除安全检查：

bool isSafe(QObject * obj) {
   Q_ASSERT(obj->thread() || qApp && qApp->thread() == QThread::currentThread());
   auto thread = obj->thread() ? obj->thread() : qApp->thread();
   return thread == QThread::currentThread();
}

您建议的方法采用函子，并让编译器处理在函子中打包参数（如果有的话）：

template <typename Fun> void postCall(QObject * obj, Fun && fun) {
   qDebug() << __FUNCTION__;
   struct Event : public QEvent {
      using F = typename std::decay<Fun>::type;
      F fun;
      Event(F && fun) : QEvent(QEvent::None), fun(std::move(fun)) {}
      Event(const F & fun) : QEvent(QEvent::None), fun(fun) {}
      ~Event() { fun(); }
   };
   QCoreApplication::postEvent(
            obj->thread() ? obj : qApp, new Event(std::forward<Fun>(fun)));
}

第二种方法将所有参数的副本显式存储在事件中，并且不使用仿函数：

template <typename Class, typename... Args>
struct CallEvent : public QEvent {
   // See https://stackoverflow.com/a/7858971/1329652
   // See also https://stackoverflow.com/a/15338881/1329652
   template <int ...> struct seq {};
   template <int N, int... S> struct gens { using type = typename gens<N-1, N-1, S...>::type; };
   template <int ...S>        struct gens<0, S...> { using type = seq<S...>; };
   template <int ...S>        void callFunc(seq<S...>) { (obj->*method)(std::get<S>(args)...); }
   Class * obj;
   void (Class::*method)(Args...);
   std::tuple<typename std::decay<Args>::type...> args;
   CallEvent(Class * obj, void (Class::*method)(Args...), Args&&... args) :
      QEvent(QEvent::None), obj(obj), method(method), args(std::move<Args>(args)...) {}
   ~CallEvent() { callFunc(typename gens<sizeof...(Args)>::type()); }
};

template <typename Class, typename... Args> void postCall(Class * obj, void (Class::*method)(Args...), Args&& ...args) {
   qDebug() << __FUNCTION__;
   QCoreApplication::postEvent(
            obj->thread() ? static_cast<QObject*>(obj) : qApp, new CallEvent<Class, Args...>{obj, method, std::forward<Args>(args)...});
}

用法如下：

struct Class : QObject {
   int num{};
   QString str;
   void method1(int val) {
      if (!isSafe(this))
         return postCall(this, [=]{ method1(val); });
      qDebug() << __FUNCTION__;
      num = val;
   }
   void method2(const QString &val) {
      if (!isSafe(this))
         return postCall(this, &Class::method2, val);
      qDebug() << __FUNCTION__;
      str = val;
   }
};

测试工具：

// https://github.com/KubaO/stackoverflown/tree/master/questions/safe-method-40382820
#include <QtCore>

// above code

class Thread : public QThread {
public:
   Thread(QObject * parent = nullptr) : QThread(parent) {}
   ~Thread() { quit(); wait(); }
};

void moveToOwnThread(QObject * obj) {
  Q_ASSERT(obj->thread() == QThread::currentThread());
  auto thread = new Thread{obj};
  thread->start();
  obj->moveToThread(thread);
}

int main(int argc, char ** argv) {
   QCoreApplication app{argc, argv};
   Class c;
   moveToOwnThread(&c);

   const auto num = 44;
   const auto str = QString::fromLatin1("Foo");
   c.method1(num);
   c.method2(str);
   postCall(&c, [&]{ c.thread()->quit(); });
   c.thread()->wait();
   Q_ASSERT(c.num == num && c.str == str);
}

输出：

postCall 
postCall 
postCall 
method1 
method2

上面的代码编译和使用 Qt 4 或 Qt 5。

另请参阅this question，探索在 Qt 的其他线程上下文中调用函子的各种方法。

【讨论】：

这看起来很棒。我已经在研究其他提案，但又遇到了一个问题——如果线程还没有运行怎么办？这可能是我设计中的问题。我所做的是在QThread::run 的重新实现版本中调用this->moveToThread(this)。我什至不确定这个问题是否相关，或者我只是做错了。
发布到给定对象的事件会在对象切换线程时跟踪该对象，因此这不是问题。但是this->moveToThread(this) 是一种反模式。您无需触摸QThread。将您的代码放入 QObject 并将其移至已运行的线程。
所以我不应该维护QThread 子类，然后在它们代表的线程中运行？我认为它是这样工作的。我当然可以单独制作线程，但我认为这只是更多的代码。
一般来说，当在线程中使用QObject 时，你根本不需要子类化QThread，除非让它的析构函数合理（例如~MyThread() { quit(); wait(); }。本质上，做你想做的事做，但继承自QObject，而不是QThread。您可以使用safe 的变体强制将方法调用延迟到构造函数的稍后时间，如果您想将一些构造工作推迟到控件返回事件循环。如果对象和线程之间存在 1:1 的关系，则可以让对象保留其线程 - 见上文。
有两种方法：一种是通过阻塞连接，另一种是通过通知信号。一般来说，阻塞 GUI 线程是一个非常糟糕的主意，因此首选通知。我将修改示例以展示如何完成。

【解决方案2】：

从 Qt 5.10 开始，您可以这样做：

QMetaObject::invokeMethod(obj, [] { });

obj 是一个 QObject，它被分配给你希望你的东西在其中运行的线程。

【讨论】：

并确保它到达队列的末尾（即使当前执行已经在与目标obj 相同的线程上），您可以显式指定Qt::QueuedConnection 参数： QMetaObject::invokeMethod(obj, "doSomething", Qt::QueuedConnection);

【解决方案3】：

如果你使用

QMetaObject::invokeMethod(obj, [] { });

从事件循环线程中，lambda 被立即执行，但是

QTimer::singleShot(1, [=]() {});

在所有其他任务之后运行。你也可以写这个来给循环更多的时间来处理这个时候挂起的事件：

QTimer::singleShot(1, [=]() {
  QApplication::processEvents();  
  // .....
});

【讨论】：