C++面试八股文（Qt 多线程）

1. Qt中有哪些实现多线程的方式？

Qt 提供了多种实现多线程的方式，常见的有：

1. QThread 类：继承 QThread 并重写其 run() 方法，创建和管理线程。
2. QObject::moveToThread()：将一个对象移到另一个线程中运行，通常配合事件循环使用，适用于 GUI 与工作线程之间的分离。
3. QtConcurrent：这是 Qt 提供的并行编程框架，通过较为简单的接口（如 QtConcurrent::run()）来并行执行函数。
4. QThreadPool：管理一组线程，允许将任务提交给线程池，而不需要手动创建和管理线程。适用于任务较为简单且数量较多的情况。

2. QThread的使用方法是什么？

QThread 是 Qt 用来创建和管理线程的类，通常的使用步骤如下：

1. 继承 QThread 并重写 run()：在 run() 方法中编写需要在线程中执行的代码。
2. 启动线程：通过调用 start() 启动线程，start() 会自动调用 run() 方法。

示例：

class MyThread : public QThread {
    Q_OBJECT

public:
    void run() override {
        // 执行耗时操作
    }
};

MyThread *thread = new MyThread();
thread->start();  // 启动线程

1. 等待线程完成：可以使用 wait() 方法来阻塞主线程，直到子线程完成执行。
2. 停止线程：可以使用 terminate() 强制停止线程（不推荐），或者通过设置标志位安全地结束线程。

3. 继承QThread和使用moveToThread()有什么区别？

这两种方式实现多线程的机制各有特点：

1. 继承 QThread：直接继承 QThread 类并重写 run() 方法来实现线程的执行逻辑。在 run() 方法中执行耗时任务或循环。适合在新线程中执行一些独立的工作逻辑。缺点：当线程与 QObject 结合时（如 GUI 线程中的工作对象），不建议直接继承 QThread。因为 QObject 不允许在多个线程中同时访问。
2. 使用 moveToThread()：将一个 QObject 派生的对象移到一个新的线程中，这样该对象的槽函数就可以在该线程中执行。适用于需要将某个对象放入工作线程，但不需要继承 QThread。优点：可以避免 QObject 在多个线程中共享的问题，线程管理更灵活。缺点：需要手动管理线程的启动、停止和对象的销毁。

4. Qt中如何实现线程间通信？

Qt 提供了多种线程间通信的方式：

1. 信号与槽机制：最常用的线程间通信方式。Qt 的信号与槽机制支持线程间的通信，线程 A 发射信号，线程 B 连接槽，并自动在线程之间传递信号。
2. 事件队列：通过 QCoreApplication::postEvent() 将事件发送到目标线程的事件队列，目标线程可以在 event() 中处理事件。
3. QMutex 和 QSemaphore：用于多线程间的同步，确保线程安全地访问共享资源。
4. QWaitCondition 和 QMutex：用于线程间的同步，允许一个线程等待某个条件满足再继续执行。

5. 信号槽在多线程中如何工作？有哪些连接类型？

在多线程中，信号与槽的工作原理如下：

• Qt 的信号与槽机制可以跨线程工作。当信号发射方和槽接收方在不同线程中时，Qt 会根据连接类型自动处理线程间的通信。

连接类型：

1. Qt::AutoConnection（默认）：自动决定使用哪种方式。当信号和槽在同一线程时，直接调用槽；如果在不同线程，则使用队列连接。
2. Qt::DirectConnection：信号与槽在同一线程时直接调用槽函数；如果在不同线程，信号会被丢弃。
3. Qt::QueuedConnection：即使在同一线程中也会将信号放入接收线程的事件队列中进行处理，适用于跨线程的信号槽连接。
4. Qt::BlockingQueuedConnection：与 QueuedConnection 类似，但发射信号的线程会被阻塞，直到槽函数执行完毕。

6. Qt::DirectConnection和Qt::QueuedConnection有什么区别？

这两种连接类型用于线程间的信号与槽通信：

• Qt::DirectConnection：信号和槽在同一线程中时，信号会直接调用槽函数。信号和槽在不同线程时，信号会被丢弃。
• Qt::QueuedConnection：信号总是被放入接收线程的事件队列，槽函数会在目标线程的事件循环中执行。在多线程环境中，无论信号和槽是否在同一线程，信号都会通过事件队列传递。

总结：Qt::DirectConnection 适合同线程之间的通信，Qt::QueuedConnection 适合跨线程的通信。

7. QMutex、QReadWriteLock、QSemaphore有什么区别？

这三种类都用于多线程同步，但它们的使用场景和行为有所不同：

1. QMutex：用于线程间的互斥锁，确保在同一时刻只有一个线程可以访问共享资源。适用于线程需要独占资源的场景。
2. QReadWriteLock：允许多个线程同时读取共享资源，但当有线程写入时，其他线程（包括读线程）不能访问。适用于读多写少的场景，如缓存读取。
3. QSemaphore：用于控制资源的访问数量，允许有限数量的线程访问资源。适用于有限资源的场景，如连接池、线程池等。

8. 如何避免多线程中的死锁？

避免死锁的关键是确保线程资源的获取顺序一致。以下是常用的策略：

1. 避免循环锁定：确保多个线程获取资源时遵循统一的顺序。比如线程 A 获取资源 1 后再获取资源 2，线程 B 获取资源 2 后再获取资源 1，避免交叉等待。
2. 使用超时机制：可以在锁定时设置超时（如 QMutex::tryLock()），如果获取锁失败则放弃等待，避免长时间等待。
3. 死锁检测：定期检查锁定情况，通过监控机制检测并及时处理潜在死锁。
4. 避免嵌套锁：尽量避免多个线程同时请求多个资源，减少死锁发生的可能。

9. Qt中如何实现线程安全？

在 Qt 中，线程安全通常通过以下方式实现：

1. QMutex：使用互斥锁来保护共享资源，确保每次只有一个线程可以访问该资源。
2. QReadWriteLock：在读多写少的场景下，允许多个线程同时读取资源，但写线程会独占资源。
3. QAtomic 类：提供对原子操作的支持，确保对数据的访问是线程安全的（如 QAtomicInt）。
4. 信号槽机制：Qt 的信号槽机制本身是线程安全的，可以用于线程间安全地传递消息。

10. QtConcurrent是什么？有什么应用场景？

QtConcurrent 是 Qt 提供的并行计算框架，提供了高层次的并行操作接口，简化了多线程编程。

应用场景：

• 并行处理任务：如图像处理、文件处理等，能够将大任务拆分成多个小任务并行执行。
• 数据处理和计算密集型任务：通过简单的接口（如 QtConcurrent::run()）来并行执行 CPU 密集型操作，显著提高效率。
• 高效的线程池管理：QtConcurrent 使用线程池来管理线程，避免直接创建和销毁线程的开销。

QtConcurrent::run(someFunction);