Qt中的三個exec之間有什么聯(lián)系

一、導讀

在Qt中，常見到三個exec，第一個是QApplication::exec()，第二個是QEventLoop::exec，第三個是QThread::exec()。本文從源碼角度來看看這三個exec()。

QApplication::exec()是QApplication類下的一個靜態(tài)成員函數(shù)，該函數(shù)用于進入主事件循環(huán)。

QEventLoop::exec是QEventLoop類下的一個公共成員函數(shù)，用于進入主事件循環(huán)。

QThread::exec()是QThread類下的一個受保護的成員函數(shù)，也是用于進入事件循環(huán)。

都是進入事件循環(huán)，他們之間有什么聯(lián)系呢，接著后面的分析。

二、QApplication::exec()

在實際開發(fā)中，必須調用QApplication::exec()來啟動事件處理，主事件循環(huán)會從窗口系統(tǒng)接收事件，并將這些事件分派給應用程序小部件。在調用exec()之前不能發(fā)生任何用戶交互，但是存在一種特殊的情況：QMessageBox這樣的模態(tài)小部件可以在調用exec()之前使用，因為模態(tài)小部件會調用exec()來啟動本地事件循環(huán)。

從源碼角度，QApplication::exec()會調用QGuiApplication::exec()，QGuiApplication::exec()會調用QCoreApplication::exec()：

intQCoreApplication::exec()
{
//檢查exec實例
if(!QCoreApplicationPrivate::checkInstance("exec"))
return-1;

//獲取線程數(shù)據QThreadData
QThreadData*threadData=self->d_func()->threadData;

//檢查該函數(shù)的調用是否在主線程中，如果不是，則返回。
if(threadData!=QThreadData::current()){
qWarning("%s:Mustbecalledfromthemainthread",self->metaObject()->className());
return-1;
}
//檢查是否存在事件循環(huán)，如果存在，則返回，否則繼續(xù)后續(xù)操作。
if(!threadData->eventLoops.isEmpty()){
qWarning("QCoreApplication:Theeventloopisalreadyrunning");
return-1;
}

threadData->quitNow=false;
//創(chuàng)建QEventLoop事件循環(huán)對象
QEventLoopeventLoop;
self->d_func()->in_exec=true;
self->d_func()->aboutToQuitEmitted=false;
//啟動事件循環(huán)
intreturnCode=eventLoop.exec();
threadData->quitNow=false;

if(self)
self->d_func()->execCleanup();

returnreturnCode;
}

從上述源碼可見，QApplication的exec()經過層層調用，最終是使用QEventLoop實現(xiàn)事件循環(huán)。

QApplication::exec()用于啟動應用程序的事件循環(huán)，讓應用程序能得以啟動運行并接收事件。

『備注，執(zhí)行應用清理的優(yōu)雅方式』：

建議將清理代碼連接到aboutToQuit()信號，而不是放在應用程序的main()函數(shù)中。這是因為，在某些平臺上，QApplication::exec()調用可能不會返回。例如，在Windows平臺上，當用戶注銷時，系統(tǒng)會在Qt關閉所有頂級窗口后終止該進程。因此，不能保證應用程序有足夠的時間退出事件循環(huán)，并在QApplication::exec()調用之后，即在main()函數(shù)的末尾執(zhí)行代碼。

在QCoreApplication::exec()函數(shù)實現(xiàn)中的這幾行代碼：

if(threadData!=QThreadData::current()){
qWarning("%s:Mustbecalledfromthemainthread",self->metaObject()->className());
return-1;
}

引發(fā)出另一個有趣的知識點，那就是：在Qt多線程開發(fā)中，需要注意不要阻塞GUI線程，那么哪個是GUI線程呢？從上述源碼可以明確知道：QApplication a(argc, argv);所在線程就是GUI線程。

三、QThread::exec()

在多線程應用設計中，QThread::exec()用于為當前線程啟動一個新的事件循環(huán)，為存在于該線程中的對象交付事件。在源碼中，QThread::exec()實現(xiàn)如下：

intQThread::exec()
{
Q_D(QThread);
QMutexLockerlocker(&d->mutex);
d->data->quitNow=false;
if(d->exited){
d->exited=false;
returnd->returnCode;
}
locker.unlock();
//創(chuàng)建QEventLoop事件循環(huán)。
QEventLoopeventLoop;
intreturnCode=eventLoop.exec();

locker.relock();
d->exited=false;
d->returnCode=-1;
returnreturnCode;
}

從源碼角度，也可見QThread::exec()實現(xiàn)中也調用到QEventLoop的exec()。

四、QEventLoop::exec()

QEventLoop::exec()用于進入主事件循環(huán)并等待直到exit()被調用。在調用該函數(shù)時需要傳入一個flags，如果指定了標志，則只處理標志允許的類型的事件，Qt中支持以下幾種標志：

注意，沒有被傳遞的事件不會被丟棄，這些事件將在下次傳入不過濾事件的標志調用procesvents()時被傳遞。

從源碼角度，QEventLoop::exec()實現(xiàn)如下：

intQEventLoop::exec(ProcessEventsFlagsflags)
{
Q_D(QEventLoop);
autothreadData=d->threadData.loadRelaxed();

//weneedtoprotectfromraceconditionwithQThread::exit
QMutexLockerlocker(&static_cast(QObjectPrivate::get(threadData->thread.loadAcquire()))->mutex);
if(threadData->quitNow)
return-1;

if(d->inExec){
qWarning("QEventLoop:instance%phasalreadycalledexec()",this);
return-1;
}

structLoopReference{
QEventLoopPrivate*d;
QMutexLocker&locker;

boolexceptionCaught;
LoopReference(QEventLoopPrivate*d,QMutexLocker&locker):d(d),locker(locker),exceptionCaught(true)
{
d->inExec=true;
d->exit.storeRelease(false);

autothreadData=d->threadData.loadRelaxed();
++threadData->loopLevel;
threadData->eventLoops.push(d->q_func());

locker.unlock();
}

~LoopReference()
{
if(exceptionCaught){
qWarning("Qthascaughtanexceptionthrownfromaneventhandler.Throwing
"
"exceptionsfromaneventhandlerisnotsupportedinQt.
"
"YoumustnotletanyexceptionwhatsoeverpropagatethroughQtcode.
"
"Ifthatisnotpossible,inQt5youmustatleastreimplement
"
"QCoreApplication::notify()andcatchallexceptionsthere.
");
}
locker.relock();
autothreadData=d->threadData.loadRelaxed();
QEventLoop*eventLoop=threadData->eventLoops.pop();
Q_ASSERT_X(eventLoop==d->q_func(),"QEventLoop::exec()","internalerror");
Q_UNUSED(eventLoop);//--releasewarning
d->inExec=false;
--threadData->loopLevel;
}
};
LoopReferenceref(d,locker);

//當進入一個新的事件循環(huán)時，刪除已發(fā)布的exit事件
QCoreApplication*app=QCoreApplication::instance();
if(app&&app->thread()==thread())
QCoreApplication::removePostedEvents(app,QEvent::Quit);

#ifdefQ_OS_WASM
//Partialsupportfornestedeventloops:MaketheruntimethrowaJavaSrcript
//exception,whichreturnscontroltothebrowserwhilepreservingtheC++stack.
//Eventprocessingthencontinuesasnormal.Thesleepcallbelowneverreturns.
//QTBUG-70185
if(threadData->loopLevel>1)
emscripten_sleep(1);
#endif

while(!d->exit.loadAcquire())
processEvents(flags|WaitForMoreEvents|EventLoopExec);

ref.exceptionCaught=false;
returnd->returnCode.loadRelaxed();
}

從上述源碼可知，QEventLoop::exec()本質會調用 processEvents()分發(fā)事件。 processEvents()實現(xiàn)如下：

從上圖所示代碼中，會調用QAbstractEventDispatcher::processEvents()實現(xiàn)事件分發(fā)。QAbstractEventDispatcher類提供了一個管理Qt事件隊列的接口，它從窗口系統(tǒng)和其他地方接收事件。然后它將這些事件發(fā)送到QCoreApplication或QApplication實例進行處理和交付。