Qt | 四种方式实现多线程导出数据功能
<h2 id="前言">前言</h2><p>在以往的项目开发中，在很多地方用到了多线程。针对不同的业务逻辑，需要使用不同的多线程实现方法，来达到优化项目的目的。本文记录下在Qt开发中用到的多线程技术实现方法，以导出指定范围的数字到txt文件为例，展示多线程不同的实现方式。<br>
示例已上传到gittee，地址：https://gitee.com/zbylalalala1/qt_-thread-demo.git</p>
<p><img src="https://img2024.cnblogs.com/blog/2418664/202508/2418664-20250806095931500-1570154158.png"></p>
<h2 id="导出文件的示例工具类">导出文件的示例工具类</h2>
<p>首先提供一个工具类，用于将指定范围的数字写入txt文件。</p>
<pre><code>#ifndef UTILITIES_H
#define UTILITIES_H
#include <QString>
#include <QFile>
#include <QTextStream>
#include <QDateTime>
#include <QDir>
#include <QDebug>
class Utilities
{
public:
static bool writeNumbersToFile(int start, int end, const QString& prefix = "numbers")
{
if (start > end) {
qDebug() << "起始数字不能大于结束数字";
return false;
}
// 获取当前时间并格式化为文件名
QDateTime currentTime = QDateTime::currentDateTime();
QString timeString = currentTime.toString("yyyy-MM-dd_hh-mm-ss");
QString fileName = QString("%1_%2_to_%3_%4.txt")
.arg(prefix)
.arg(start)
.arg(end)
.arg(timeString);
// 创建文件对象
QFile file(fileName);
// 以写入模式打开文件
if (!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
qDebug() << "无法创建文件:" << fileName;
return false;
}
// 创建文本流
QTextStream out(&file);
// 写入指定范围的数字
int count = 0;
for (int i = start; i <= end; ++i) {
out << i;
count++;
// 每10个数字换行
if (count % 10 == 0 || i == end) {
out << "\n";
} else {
out << " "; // 数字之间用空格分隔
}
}
// 关闭文件
file.close();
qDebug() << "成功写入文件:" << fileName;
qDebug() << "文件路径:" << QDir::currentPath() + "/" + fileName;
qDebug() << "写入数字范围:" << start << "到" << end << "，共" << (end - start + 1) << "个数字";
return true;
}
// 获取当前工作目录
static QString getCurrentPath()
{
return QDir::currentPath();
}
// 检查文件是否存在
static bool fileExists(const QString& fileName)
{
QFile file(fileName);
return file.exists();
}
};
#endif // UTILITIES_H
</code></pre>
<h2 id="qthread">QThread</h2>
<p>使用QThread类来创建线程，是Qt中最简单的一种多线程实现方式，不过一般不建议使用，因为它的功能比较有限。<br>
使用QThread的方式为：继承QThread并重写run()函数。<br>
** ExportThread.h **</p>
<pre><code>#ifndef EXPORTTHREAD_H
#define EXPORTTHREAD_H
#include <QThread>
#include <QDebug>
#include "Utilities.h"
class ExportThread : public QThread
{
Q_OBJECT
public:
explicit ExportThread(QObject *parent = nullptr);
// 设置导出参数
void setExportParams(int start = 1, int end = 10000, const QString& prefix = "numbers");
protected:
void run() override;
signals:
void exportStarted();
void exportFinished(bool success, const QString& message);
void progressUpdate(int current, int total);
private:
int m_start;
int m_end;
QString m_prefix;
};
#endif // EXPORTTHREAD_H
</code></pre>
<p>** ExportThread.cpp **</p>
<pre><code>#include "ExportThread.h"
#include <QDateTime>
#include <QDir>
ExportThread::ExportThread(QObject *parent)
: QThread(parent)
, m_start(1)
, m_end(10000)
, m_prefix("numbers")
{
}
void ExportThread::setExportParams(int start, int end, const QString& prefix)
{
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
}
void ExportThread::run()
{
qDebug() << "导出线程开始运行...";
emit exportStarted();
try {
bool success = Utilities::writeNumbersToFile(m_start, m_end, m_prefix);
if (success) {
emit exportFinished(true, QString("文件导出成功！范围：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end));
} else {
emit exportFinished(false, "文件导出失败！");
}
qDebug() << "导出线程完成";
} catch (const std::exception& e) {
qDebug() << "导出过程中发生异常:" << e.what();
emit exportFinished(false, QString("导出过程中发生异常: %1").arg(e.what()));
}
}
</code></pre>
<p>使用方式：</p>
<pre><code>ExportThread *exportThread = new ExportThread(this);
exportThread->setExportParams(1, 10000, "numbers");
exportThread->start();
</code></pre>
<h2 id="qobject的movetothread方法实现多线程">QObject的moveToThread方法实现多线程</h2>
<p>QObject的moveToThread方法可以将一个QObject对象移动到指定的线程中，实现多线程。<br>
使用方式：</p>
<pre><code>QObject *obj = new QObject();
QThread *thread = new QThread();
obj->moveToThread(thread);
thread->start();
</code></pre>
<p>示例：<br>
** FileExportWorker.h **</p>
<pre><code>#ifndef FILEEXPORTWORKER_H
#define FILEEXPORTWORKER_H
#include <QObject>
#include "Utilities.h"
class FileExportWorker : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit FileExportWorker(QObject *parent = nullptr);
void exportNumbers(int start, int end, const QString& prefix);
signals:
void progressUpdated(int current, int total);
void statusUpdated(const QString& status);
public slots:
};
#endif // FILEEXPORTWORKER_H
</code></pre>
<p>** FileExportWorker.cpp **</p>
<pre><code>#include "FileExportWorker.h"
#include <QFile>
#include <QTextStream>
#include <QDateTime>
#include <QDir>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QCoreApplication>
FileExportWorker::FileExportWorker(QObject *parent)
: QObject(parent)
, m_start(1)
, m_end(10000)
, m_prefix("numbers")
, m_shouldStop(false)
{
}
void FileExportWorker::setExportParams(int start, int end, const QString& prefix)
{
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
}
void FileExportWorker::doExport()
{
qDebug() << "Worker线程ID:" << QThread::currentThreadId();
qDebug() << "开始导出任务...";
m_shouldStop = false;
emit exportStarted();
emit statusUpdated("正在准备导出...");
try {
bool success = false;
emit statusUpdated("使用自定义参数导出...");
success = exportNumbersWithProgress();
if (m_shouldStop) {
emit exportFinished(false, "导出已被用户取消");
} else if (success) {
emit exportFinished(true, QString("文件导出成功！范围：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end));
} else {
emit exportFinished(false, "文件导出失败！");
}
} catch (const std::exception& e) {
qDebug() << "导出过程中发生异常:" << e.what();
emit exportFinished(false, QString("导出过程中发生异常: %1").arg(e.what()));
}
qDebug() << "导出任务完成";
}
void FileExportWorker::stopExport()
{
m_shouldStop = true;
emit statusUpdated("正在停止导出...");
}
bool FileExportWorker::exportNumbersWithProgress()
{
// 获取当前时间并格式化为文件名
QDateTime currentTime = QDateTime::currentDateTime();
QString timeString = currentTime.toString("yyyy-MM-dd_hh-mm-ss");
QString fileName = QString("%1_%2_to_%3_%4.txt")
.arg(m_prefix)
.arg(m_start)
.arg(m_end)
.arg(timeString);
// 创建文件对象
QFile file(fileName);
// 以写入模式打开文件
if (!file.open(QIODevice::WriteOnly | QIODevice::Text)) {
qDebug() << "无法创建文件:" << fileName;
return false;
}
// 创建文本流
QTextStream out(&file);
int total = m_end - m_start + 1;
int count = 0;
// 写入指定范围的数字
for (int i = m_start; i <= m_end; ++i) {
if (m_shouldStop) {
file.close();
QFile::remove(fileName); // 删除未完成的文件
return false;
}
out << i;
count++;
// 每10个数字换行
if (count % 10 == 0 || i == m_end) {
out << "\n";
} else {
out << " "; // 数字之间用空格分隔
}
// 每处理100个数字发送一次进度更新
if (count % 100 == 0 || i == m_end) {
emit progressUpdated(count, total);
emit statusUpdated(QString("已处理 %1/%2 个数字").arg(count).arg(total));
// 让出CPU时间，允许其他操作
QCoreApplication::processEvents();
}
}
// 关闭文件
file.close();
qDebug() << "成功写入文件:" << fileName;
qDebug() << "文件路径:" << QDir::currentPath() + "/" + fileName;
qDebug() << "写入数字范围:" << m_start << "到" << m_end << "，共" << total << "个数字";
return true;
}
</code></pre>
<h2 id="qconcurrent实现多线程导出数据">QConcurrent实现多线程导出数据</h2>
<p>QConcurrent是Qt提供的一个并发编程框架，用于简化多线程编程。它提供了一些方便的函数和类，用于在多个线程中执行任务。本示例通过QConcurrent实现导出任务，实现多线程导出数据。</p>
<p>使用方式：</p>
<pre><code>QFuture<bool> future = QConcurrent::run(this, &FileExportWorker::exportNumbersWithProgress);
</code></pre>
<p>示例：<br>
** FileExportWorker.h **</p>
<pre><code>#ifndef CONCURRENTEXPORTER_H
#define CONCURRENTEXPORTER_H
#include <QObject>
#include <QString>
#include <QFuture>
#include <QFutureWatcher>
#include <QtConcurrent>
#include "Utilities.h"
class ConcurrentExporter : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit ConcurrentExporter(QObject *parent = nullptr);
// 开始导出任务
void startExport(int start = 1, int end = 10000, const QString& prefix = "concurrent");
// 取消导出任务
void cancelExport();
// 检查是否正在运行
bool isRunning() const;
signals:
void exportStarted();
void exportFinished(bool success, const QString& message);
private slots:
void onExportFinished();
private:
QFutureWatcher<bool> *m_watcher;
QFuture<bool> m_future;
int m_start;
int m_end;
QString m_prefix;
};
#endif // CONCURRENTEXPORTER_H
</code></pre>
<p>** FileExportWorker.cpp **</p>
<pre><code>#include "ConcurrentExporter.h"
#include <QFile>
#include <QTextStream>
#include <QDateTime>
#include <QDir>
#include <QDebug>
#include <QThread>
#include <QCoreApplication>
#include <QtConcurrent/QtConcurrentRun>
ConcurrentExporter::ConcurrentExporter(QObject *parent)
: QObject(parent)
, m_watcher(new QFutureWatcher<bool>(this))
, m_start(1)
, m_end(10000)
, m_prefix("concurrent")
{
// 连接QFutureWatcher的信号
connect(m_watcher, &QFutureWatcher<bool>::finished, this, &ConcurrentExporter::onExportFinished);
}
void ConcurrentExporter::startExport(int start, int end, const QString& prefix)
{
if (isRunning()) {
qDebug() << "导出任务已在运行中";
return;
}
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
qDebug() << "使用Qt Concurrent开始导出任务...";
qDebug() << "当前线程ID:" << QThread::currentThreadId();
emit exportStarted();
m_future = QtConcurrent::run([=]() {
qDebug() << "工作线程ID:" << QThread::currentThreadId();
return Utilities::writeNumbersToFile(start, end, prefix);
});
// 设置QFutureWatcher监视QFuture
m_watcher->setFuture(m_future);
}
void ConcurrentExporter::cancelExport()
{
if (isRunning()) {
m_future.cancel();
}
}
bool ConcurrentExporter::isRunning() const
{
return m_future.isRunning();
}
void ConcurrentExporter::onExportFinished()
{
bool success = false;
QString message;
if (m_future.isCanceled()) {
message = "导出任务已被取消";
} else {
try {
success = m_future.result();
if (success) {
message = QString("文件导出成功！范围：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end);
} else {
message = "文件导出失败！";
}
} catch (const std::exception& e) {
message = QString("导出过程中发生异常: %1").arg(e.what());
}
}
emit exportFinished(success, message);
qDebug() << "Qt Concurrent导出任务完成:" << message;
}
</code></pre>
<h2 id="qrunnable结合qthreadpool方法实现多线程导出数据">QRunnable结合QThreadPool方法实现多线程导出数据</h2>
<p>QRunnable是Qt提供的一个接口，用于在多线程中执行任务。QThreadPool是一个线程池，用于管理多个线程。本示例通过QRunnable接口实现导出任务，通过QThreadPool线程池管理线程，实现多线程导出数据。</p>
<p>使用方式：</p>
<pre><code>QThreadPool *pool = QThreadPool::globalInstance();
RunnableExportTask *task = new RunnableExportTask(1, 10000, "numbers");
pool->start(task);
</code></pre>
<p>示例：<br>
** RunnableExportTask.h **</p>
<pre><code>#ifndef RUNNABLEEXPORTTASK_H
#define RUNNABLEEXPORTTASK_H
#include <QRunnable>
#include <QObject>
#include <QString>
#include <QDebug>
#include "Utilities.h"
// 由于QRunnable不继承QObject，我们需要一个信号发射器
class ExportTaskNotifier : public QObject
{
Q_OBJECT
public:
explicit ExportTaskNotifier(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}
void emitStarted() { emit exportStarted(); }
void emitFinished(bool success, const QString& message) { emit exportFinished(success, message); }
void emitProgress(const QString& status) { emit progressUpdated(status); }
signals:
void exportStarted();
void exportFinished(bool success, const QString& message);
void progressUpdated(const QString& status);
};
class RunnableExportTask : public QRunnable
{
public:
explicit RunnableExportTask(int start = 1, int end = 10000, const QString& prefix = "runnable");
// 设置通知器，用于发送信号
void setNotifier(ExportTaskNotifier *notifier);
// 设置导出参数
void setExportParams(int start, int end, const QString& prefix);
// QRunnable接口实现
void run() override;
private:
int m_start;
int m_end;
QString m_prefix;
ExportTaskNotifier *m_notifier;
};
#endif // RUNNABLEEXPORTTASK_H
</code></pre>
<p>RunnableExportTask.cpp</p>
<pre><code>#include "RunnableExportTask.h"
#include <QThread>
#include <QDebug>
RunnableExportTask::RunnableExportTask(int start, int end, const QString& prefix)
: m_start(start)
, m_end(end)
, m_prefix(prefix)
, m_notifier(nullptr)
{
// 设置任务完成后自动删除
setAutoDelete(true);
}
void RunnableExportTask::setNotifier(ExportTaskNotifier *notifier)
{
m_notifier = notifier;
}
void RunnableExportTask::setExportParams(int start, int end, const QString& prefix)
{
m_start = start;
m_end = end;
m_prefix = prefix;
}
void RunnableExportTask::run()
{
qDebug() << "QRunnable任务开始运行...";
qDebug() << "当前线程ID:" << QThread::currentThreadId();
if (m_notifier) {
m_notifier->emitStarted();
m_notifier->emitProgress("QRunnable任务：正在准备导出...");
}
try {
if (m_notifier) {
m_notifier->emitProgress("QRunnable任务：开始写入文件...");
}
bool success = Utilities::writeNumbersToFile(m_start, m_end, m_prefix);
if (success) {
QString message = QString("文件导出成功！范围：%1-%2").arg(m_start).arg(m_end);
if (m_notifier) {
m_notifier->emitProgress("QRunnable任务：导出完成");
m_notifier->emitFinished(true, message);
}
qDebug() << "QRunnable任务完成:" << message;
} else {
QString message = "文件导出失败！";
if (m_notifier) {
m_notifier->emitFinished(false, message);
}
qDebug() << "QRunnable任务失败:" << message;
}
} catch (const std::exception& e) {
QString message = QString("导出过程中发生异常: %1").arg(e.what());
qDebug() << "QRunnable任务异常:" << message;
if (m_notifier) {
m_notifier->emitFinished(false, message);
}
}
qDebug() << "QRunnable任务结束";
}
</code></pre><br><br>
来源：https://www.cnblogs.com/zbycode/p/19024524
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