如何在 Qt 中设计异步包装器返回值？答案

【问题标题】：How to design asynchronous wrapper returning values in Qt?如何在 Qt 中设计异步包装器返回值？
【发布时间】：2019-12-20 07:04:14
【问题描述】：

我在 Qt 中为外部可执行文件编写了一个包装类。它有很多方法，其中大部分是：

很耗时。
需要返回不同类型的值。

在这种情况下，同步包装器非常简单：

class SyncWrapper {
public:
    // Values are fetched *synchronously* in these methods
    QString name() const;
    QStringList files() const;
    bool remove(const QString &file) const;
};

但是，我想让这个包装器异步，像这样：

class AsyncWrapper {
    Q_OBJECT
public:
    // Values are fetched *asynchronously* in these methods
    void name() const;
    void files() const;
    void remove(const QString &file) const;
signals:
    // Values are returned via signals
    void nameReady(const QString &name) const;
    void filesReady(const QStringList &files) const;
    void removeDone(bool success) const;
};

问题

我不确定这种模式是否可以，因为我有多个要点：

复制。假设有 100 种方法。这些方法中的每一种都需要一个专用信号。
竞争条件。如果我多次运行相同的方法，我无法知道我捕获的信号的顺序。

可能的解决方案

我想到的其他一些想法：

在调用类方法时坚持同步包装器并使用QtConcurrent::run。不幸的是，这是一个非常庞大的解决方案。
从方法中返回 QFuture 对象。同样，这需要在课堂外使用QFutureWatchers 处理它们，这仍然非常庞大。
为每个方法创建一个单独的类。如果我没记错的话，这是一个命令模式。虽然这会大大增加课程的数量，但我相信这是最干净的解决方案。

在 Qt 中设计这种异步包装器的正确方法是什么？

【问题讨论】：

标签： c++ qt asynchronous design-patterns qfuture

【解决方案1】：

我认为命令模式可以在这里工作。

从抽象命令接口开始：

class Command : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    virtual ~Command() = default;
    virtual void execute() = 0;
signals:
    void done(bool success) const;
};

子类并没有那么复杂，只需给它们一些状态并覆盖execute，例如

class NameCommand : public Command
{
    QString _name;
public:
    void execute() override
    {
        _name = ... //fetch name
        emit done(true);
    }
    QString name() const { return _name; }
};

或

class RemoveFileCommand : public Command
{
    QString _filename;
public:
    RemoveFileCommand(const QString filename) : _filename(filename){}
    void execute() override
    {
        //remove _filename

        emit done(true);
    }
};

通过这种方式，您可以构建一组执行多种不同操作的对象，但您可以实现命令路由器并保持异步或不异步运行命令的机会：

class CommandRouter : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    void run(Command * command, std::function<void(bool)> done, bool async = false)
    {
        connect(command, &Command::done, this, done, (async ? Qt::QueuedConnection : Qt::DirectConnection));
        if(async)
        {
            QtConcurrent::run(command, &Command::execute);
        }
        else
        {
            command->execute();
        }
    }
};

所以你最终会得到类似的东西：

    CommandRouter router;

    RemoveFileCommand removecommand("somefile.tar.gz");
    router.run(&removecommand, [](bool success) {

        qDebug() << "REMOVE " << (success ? "SUCCESSFUL" : "FAILED");

    }, true); //this will run asyncrounously

    NameCommand namecommand;
    router.run(&namecommand, [&namecommand](bool success) {

        if(success)
        {
            qDebug() << "Name: " + namecommand.name();
        }
        else
        {
            qDebug() << "FETCH NAME FAILED";
        }

    }; //this will block

【讨论】：