QT中的循环定时器为什么不会阻塞UI线程呢？

2020-10-18 09:11:41 1.5万阅读 AI 写同款 · GEO 优化AI 选题数据监测一键分发 ›

QT消息/事件循环机制关于Qt子线程和消息循环一、QT消息/事件循环机制 Qt作为一个可视化GUI界面操作系统，是基于事件驱动的，我们程序执行的顺序不再是线性，而是由一个个应用程序内部或外部的事件进行驱动，无事件时便阻塞。这个循环概念类似于while的函数循环，函数体内不断处理用户的输入，类比到事件循环中，用户点击了鼠标、按下了键盘，便被称作为事件。一般对于带UI窗口的程序来说，“事件”是由操作系统或程序框架在不同的时刻发出的。当用户按下鼠标、敲下键盘，或者是窗口需要重新绘制的时候，计时器触发的时候，都会发出一个相应的事件。阅读详情

这个底层原理是什么？
如果主线程UI中写while(true){}是会阻塞的，但是如果用QTIMER进行循环调用的话并不会阻塞，这个背后的事件机制，或是循环机制，什么都好是如何实现的？是不是基于WINDOWS的消息机制呢？

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大板牙花生

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南京短暂的春天 2021-01-17

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1.人对卡顿的感受是，界面2s内没有响应 2.2s内，计算机已经可以处理几亿条指令了，所以你点一下鼠标或敲一下键盘，可以在毫秒级内处理完毕 3.操作系统是分时响应，在2s内可以并行处理很多执行代码，给人产生一种程序同时执行的错觉

_mervyn 2020-11-06

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引用 17 楼 _mervyn 的回复:

只是往CustomList插个msg 能消耗几个cpu时间？？况且，其他线程往主线程消息队列里放消息也不是频繁的操作。

另一方面，你可以再看下我上面给的getmessage的大致实现，从自定义的消息队列里获取消息时，完全也可以先try lock，如果失败就优先转回头去尝试处理系统界面消息（PeekMessage）。这样也是一种优化。优先保证了界面消息的处理。

_mervyn 2020-11-06

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引用 16 楼大板牙花生的回复:

其实我想的是。我可能问错了。是自定义的while循环会造成界面假死，但是QApplication::exec() 的循环却不会，这是什么机制？另外，往主线程的CustomList放入msg就可以了，这个是如何实现的，因为对主线程加锁的话不是会造成资源竞争吗？相互争夺锁资源不是会造成界面假死吗？

你还没看懂我说的吗？那你真的知道“界面假死”是什么意思吗？如果你不知道的话你应该问的是：什么样的情况会造成“界面假死”？界面为什么会假死？诸如此类。。。很简单，取决于平台，只要 界面消息能够及时得到处理，界面就不会死。你的主线程只要一直能够处理窗口创建、鼠标移动、鼠标点击、等等等等平台定义的ui相关的消息。界面就不会死。相反，假如你在某个界面消息处理时，比如你在鼠标移动消息处理里，写了个死循环啥都不干，那么其他界面消息得不到处理，界面自然就卡死了。你可以参考上面的伪代码，说白了就是，主线程需要一直有机会去调用getmessage，这样界面就不会卡死。所以，只要能一直及时处理界面消息就可以了。只有这一个条件。如果界面消息处理间隔在毫秒级别的时候，才会开始感觉出界面的卡顿。跟加不加锁有个毛线关系。你所认为的加锁就会造成界面假死，那是你锁住的时间太长了吧，这锁如果都能把线程阻塞住毫秒级别的延迟，那这肯定是你粒度设计的不合理，只是往CustomList插个msg 能消耗几个cpu时间？？况且，其他线程往主线程消息队列里放消息也不是频繁的操作。

大板牙花生 2020-11-05

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引用 15 楼 _mervyn 的回复:

[quote=引用 12 楼大板牙花生的回复:] 主线程的循环取数据是如何实现的？如果使用while的话一定会阻塞UI主线程的，所以就是想问这个机制是如何实现的？

。。。没消息的时候，本来就是阻塞的啊。。。你在想什么？？。。。


// 主线程（UI线程） 事件循环（eventloop）
while(true)
{
	msg = getmessage(timeout)  // 这里就是阻塞的，直到有消息或超时
	if(msg)
	{
		processMsg(msg); // msg 可能是 窗口创建，鼠标移动，鼠标按下 ，计时器超时等等等。。。
						// 于是processMsg内部就走到你的mouseMoveEvent，mousePressEvent，timerEvent等等等等
	}
	//...
	if(exit_flag) //程序需要退出
	{
		break;
	}
}

至于定时器的做法，有很多方式，如果自己简单实现下的话，可以在上面写到的msg这个数据结构中加个时间戳信息，如果时间还未到，就不进行处理。当然这还需要对getmessage这个消费者函数进行良好的设计，包括其消息队列的设计，简单点的话：


msg getmessage(int timeout)
{
	//获取系统消息，依赖平台api，获得平台相关特性的消息，比如窗口创建，鼠标移动，鼠标按下 等等等等
	msg = PeekMessage(....)
	if(msg)
	{
		//...
		//...
		return msg;
	}
	//获取自定义的其他事件
	msg = getFirstMsgFromCustomList();
	if(msg.timestamp > now) 
	{
		//还未超时,则重新放回后面
		appendMsgToList();
		//然后取下一个： msg = getFirstMsgFromList();
		//当然我这只是随便举的一个最简单的实现例子
		//真正好的实现，应该设计好的消息队列，比如时间轮
		//...
	}
	//...
	//...
}

设置定时器时，就只要往自己设计的CustomList中放入设置好timestamp的msg就可以了。当然定时器的精度就取决于传给getmessage的timeout的值了。至于其他线程如何与主线程通信，也还是一样的，往主线程的CustomList放入msg就可以了。再给你理一下：主线程永远只在app.exec(...) 这个函数中，不会退出，exec内部就是一个无限循环，不断消费msg（或者说event，或者说signal）。每拿出来一个，就往对应的的onMsg（onEvent，slots）派送（即调用之）。你如果还理解不了，你就随便找个你认为是在主线程中跑的代码，就比如说你重载了QWidget::mousePressEvent(QMouseEvent *event) 好了，这个函数在哪里被调用的，分析下当前的调用堆栈，代码为什么会跑去那里？调用堆栈一直往上追溯，答案一定就是QApplication::exec() [/quote] 其实我想的是。我可能问错了。是自定义的while循环会造成界面假死，但是QApplication::exec() 的循环却不会，这是什么机制？另外，往主线程的CustomList放入msg就可以了，这个是如何实现的，因为对主线程加锁的话不是会造成资源竞争吗？相互争夺锁资源不是会造成界面假死吗？

_mervyn 2020-10-30

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引用 12 楼大板牙花生的回复:

主线程的循环取数据是如何实现的？如果使用while的话一定会阻塞UI主线程的，所以就是想问这个机制是如何实现的？

。。。没消息的时候，本来就是阻塞的啊。。。你在想什么？？。。。


// 主线程（UI线程） 事件循环（eventloop）
while(true)
{
	msg = getmessage(timeout)  // 这里就是阻塞的，直到有消息或超时
	if(msg)
	{
		processMsg(msg); // msg 可能是 窗口创建，鼠标移动，鼠标按下 ，计时器超时等等等。。。
						// 于是processMsg内部就走到你的mouseMoveEvent，mousePressEvent，timerEvent等等等等
	}
	//...
	if(exit_flag) //程序需要退出
	{
		break;
	}
}


msg getmessage(int timeout)
{
	//获取系统消息，依赖平台api，获得平台相关特性的消息，比如窗口创建，鼠标移动，鼠标按下 等等等等
	msg = PeekMessage(....)
	if(msg)
	{
		//...
		//...
		return msg;
	}
	//获取自定义的其他事件
	msg = getFirstMsgFromCustomList();
	if(msg.timestamp > now) 
	{
		//还未超时,则重新放回后面
		appendMsgToList();
		//然后取下一个： msg = getFirstMsgFromList();
		//当然我这只是随便举的一个最简单的实现例子
		//真正好的实现，应该设计好的消息队列，比如时间轮
		//...
	}
	//...
	//...
}

androidqt 2020-10-28

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你们学过单片机就会知道，其实用的内部定时器来计数，采用的中断所以不会阻塞的。

fly4free 2020-10-26

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【UI线程】是独立的，一个窗口一个线程，就算【主界面】也是【UI线程】。

而 main 函数所在线程，也即主线程，也和 UI 线程相互独立的，不会阻塞 UI 线程。

main函数最后一般是 a.exec(); 内部就是 while 循环

大板牙花生 2020-10-24

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引用 11 楼翅膀又硬了的回复:

[quote=引用 9 楼大板牙花生的回复:][quote=引用 8 楼翅膀又硬了的回复:][quote=引用 7 楼大板牙花生的回复:][quote=引用 6 楼翅膀又硬了的回复:][quote=引用 3 楼大板牙花生的回复:][quote=引用 1 楼翅膀又硬了的回复:]定时器的计时流程不在UI线程呗。

不管在不在主线程，是如何做到定时执行UI线程，但是UI线程却又不阻塞的情况？不是说其他线程修改UI线程的东西会发生错误吗[/quote]不要在Timer的槽函数里面修改UI，否则就会有你说的俩线程同时操作UI，很容易发生异常。在那发信号就行了。[/quote] 其实我关心的就是你说的发信号的机制。不管是发信号，还是事件机制，或是消息机制，信号槽，就说核心是如何实现的？循环执行但是又不会阻塞UI，引发异常？[/quote]没看过Qt的实现方式。自己做这种可以这样实现：消息队列+互斥。多个线程都可以往队列里面“放”数据，只有UI线程从队列取数据。[/quote] 问题是核心问题来了。UI如何从队列取数据？无非是循环定时或者是回调才能数据不是？回调不是涉及到了子线程调用主线程UI的问题？循环不是又涉及到了开头的问题？[/quote]不用回调。就是循环取数据，然后显示。[/quote] 主线程的循环取数据是如何实现的？如果使用while的话一定会阻塞UI主线程的，所以就是想问这个机制是如何实现的？