Qt GUI 数学应用程序在计算时挂起 GUI

Question

我的应用程序有一个简单的 GUI = 我必须为我的数学函数设置一些输入参数，然后单击“计算”按钮，然后函数启动。数学函数是用纯 C 编写的，所以没有对象，只有函数。

看起来像这样：

#include "mymath.h"

class myMath : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

    // ...
    void compute();
};

void myMath::compute()
{
   //get parameters from gui
   call_C_fun();
   // save results to GUI
}

这段代码的主要问题是，当我单击“计算”时（它进行了大量计算，最多需要 5 分钟左右）它会挂起我的 GUI，所以我不能做任何其他事情（我可以​​'甚至看不到我的 GUI，窗口在计算运行期间被“冻结”。函数完成后，它在 QLabels 上打印结果，GUI 再次“活着”。我该如何解决这个问题？我没有当计算需要时间时，不希望我的 GUI 被“冻结”。有什么想法吗？我想过 QThread - 但我在线程方面有点新，所以请给新手简单易懂的答案： )

Answer 1

将计算分解到另一个线程，如下所示：-

// This is the object that will run the computation on a different thread
class Computation : public QObject
{
signals:
    void Finished();
public slots:
    void Compute();
};

然后在你的主窗口类中创建另一个线程并开始运行：-

class MyMath : public QMainWindow
{
    public:
        void StartComputation();
};


MyMath::StartComputation()
{
    QThread* pThread = new QThread;
    Computation* pComputation = new Computation;

    // move computation to the new thread
    pCompuation->moveToThread(pThread);

    // Note Qt5 connection style    

    // ensure the computation starts when the thread starts
    connect(pThread, &QThread::started, pComputation, &Computation::Compute); 
    // when computation is finished, quit the thread
    connect(pComputation, &Compute::Finished, pThread, &QThread::quit);
    // have the thread tidy up when finished
    connect(pThread, &QThread::finished, pThread, &QThread::deleteLater);
    // start it!
    pThread->start();
}

Answer 2

尝试内置 QtConcurrent 命名空间，而不是滚动您自己的线程。它更容易、优化且不易出错。无需担心将内容移动到其他线程并使用互斥锁执行显式同步。

QtConcurrent::run 使用内部线程池来运行您的任务并返回一个QFuture，您可以使用QFutureWatcher 和信号和槽与之交互。名字听起来很复杂，但代码很简单：

class MyMath : public QObject 
{
    Q_OBJECT
public:

    explicit MyMath(QObject* parent) : QObject(parent) {
        this->watcher = new QFutureWatcher(this);
        connect(this->watcher, SIGNAL(finished()),
                this, SLOT(computationFinished()));
    }

public slots:

    void compute() {

        // This one is called by the user. Retrieve
        // the computation arguments (whatever they
        // may be), start the computation using 
        // QtConcurrent::run and prepare to receive
        // the results. 
        // 
        // Maybe update the UI to tell the user that 
        // the computationis being performed?

        Args args = getSomeArgs();
        QFuture<Result> res = QtConcurrent::run(this, &MyMath::internalCompute, args);
        this->watcher->setFuture(res);
    }

    void computationFinished() {
        // The computation is done. Update the GUI
        // to display the results. Done.
    }

private:

    QFutureWatcher<Result>* watcher;

    Args getSomeArgs() const {
        // return arguments needed by compute.
    }

    Result internalCompute(Args args) const {
        // perform very expensive math.
    }
};

更新。经过 Merlin069 的评论，我认为建议使用 QtConcurrent 提供的更复杂的操作是不明智的。

Answer 3

在您的情况下，线程将是一种解决方案。您的计算将在一个单独的线程中运行，这将允许您的 GUI 在计算您需要的任何内容时做出响应。

根据我的经验，这在 GUI 中很常见。 GUI 有自己的线程，您的逻辑使用自己的线程。

您可以使用非常简单的模式来处理这个问题，使用来自 GUI 的信号来启动工作人员，以及来自工作人员的信号来触发 GUI 中的更新。

您需要注意通常的线程安全问题。我强烈建议你学习一些关于线程的知识，以便更好地掌握你在做什么。它还可以帮助您了解在使用线程代码时可能会观察到的奇怪行为（这对于不习惯它的人来说并不总是微不足道的）。

我还建议您阅读QThread documentation，它很好地解释了如何在 Qt 中实现线程代码（尽管更喜欢单独的工作线程而不是 Qthread 的子类化）。看看QMutex和QMutexLocker，你可能需要它们。

Answer 4

Qt GUI 数学应用程序在计算时挂出 GUI

我的应用程序有一个简单的 GUI .....

这段代码的主要问题是，当我点击“计算”时（计算量很大，最多需要 5 分钟左右）它会挂起我的 GUI，所以我不能做任何其他事情（我什至看不到我的 GUI，窗口在计算运行时“冻结”。函数完成后，它在 QLabels 上打印结果，GUI 再次“活着”。我该如何解决这个问题？当计算需要时间时，我不希望我的 GUI 被“冻结”。有什么想法吗？我想过 QThread - 但我在线程方面有点新，所以请为新手提供简单易懂的答案:)

您的程序（GUI）似乎永远不会挂起。它使用“compute()”函数的“call_C_fun()”继续处理。但是 GUI 不是响应式的。请参阅http://doc.qt.digia.com/qq/qq27-responsive-guis.html 处的保持 GUI 响应式参考。 GUI 在长时间操作中反复出现的冻结问题可以通过多种方法进行处理。但最简单的方法是手动事件处理。

要使用手动事件处理，必须在循环内定期调用 QCoreApplication::processEvents()。

下面的例子展示了如何工作：

call_C_fun(){
....
while(Your_loop_condition) {
    ....
    QCoreApplication::processEvents();
    if (!your_compute_button->isChecked()) {
        //"Aborted"
        return;
    }
}
....
}

Answer 5

作为完整 QThread 解决方案的替代方案，您还可以使用 QEventLoop 创建一个单独的事件循环来运行您的计算，以保持主事件循环（托管 UI）空闲。它不像QThread 那样灵活，但它们的实施速度非常快。