Отправка большого объема данных между потоками Qt

у меня есть QThread который генерирует довольно большой объем данных регулярно (пару мегабайт в секунду), и ему нужно передать его родительскому потоку (GUI).

боюсь, я не совсем уверен во внутренней работе QThread поэтому я хотел бы попросить о лучшей практике.

очевидно, что самый прямой способ передачи данных-просто emit массив. Однако насколько это эффективно? Знает ли Qt о том, где он используется, и избегает его глубокого копирования, когда отправляете и получаете?

если нет, я с радостью могу просто выделить память в основном потоке и дать указатель на дочерний поток, где он будет записывать данные (и только emit короткие сообщения о прогрессе). Это не кажется мне самым элегантным решением, вот почему я спрашиваю.

если Qt избегает копирования данных в нескольких буферах при излучении и получении, гарантируется ли это во всех системах? У меня нет ресурсов, чтобы попытаться провести сравнительный анализ. различные OSs.

2 ответов


не имеет значения: они не играют никакой роли в том, как работают циклы событий. Когда ты emit сигнал в QObject который живет в потоке, отличном от объекта слота, сигнал будет размещен как QMetaCallEvent в очередь событий принимающего потока. Цикл событий, запущенный в принимающем потоке, будет действовать на это событие и выполнять вызов в слот, который был подключен к излучаемому сигналу.

Итак, независимо от того, что происходит, какие бы данные вы передача через сигнал в конечном итоге закончится как полезная нагрузка в экземпляре QEvent-производного класса.

суть вопроса-когда QMetaCallEvent достигает цикла событий, и контейнер передается в слот в качестве аргумента. Конечно, конструкторы копирования могут быть вызваны много раз на этом пути. Ниже приведен простой код, который показывает, сколько раз конструктор копирования и конструктор по умолчанию фактически называются

  • на элементы из членов данных неявно общего контейнера копирования при записи (QVector),

  • на пользовательском классе, который стоит в контейнере.

вы будете приятно удивлены :)

поскольку контейнеры Qt неявно являются общими копиями при записи, их конструкция копирования имеет незначительную стоимость: все, что сделано, это счетчик ссылок, увеличивается атомарно при построении. Ни один из членов данных не копируется, для образец.

увы, pre-11 C++ показывает свою уродливую сторону: если код слота каким-либо образом изменяет контейнер, нет способа передать ссылки на слот таким образом, чтобы компилятор знал, что исходный контейнер больше не нужен. Таким образом: если слот получает ссылку const на контейнер, вы гарантируете, что копии не будут сделаны. Если слот получает записываемую копию контейнера и вы измените его, будет полностью ненужная копия, сделанная, так как экземпляр, живой на сайте вызова, больше не нужен. В C++-11 вы передадите ссылку rvalue в качестве параметра. Передача ссылки rvalue в вызове функции завершает время жизни переданного объекта в вызывающем объекте.

пример вывода кода:

"Started" copies: 0 assignments: 0 default instances: 0 
"Created Foo" copies: 0 assignments: 0 default instances: 100 
"Created Bar" copies: 0 assignments: 0 default instances: 100 
"Received signal w/const container" copies: 0 assignments: 0 default instances: 100 
"Received signal w/copy of the container" copies: 0 assignments: 0 default instances: 100 
"Made a copy" copies: 100 assignments: 1 default instances: 101 
"Reset" copies: 0 assignments: 0 default instances: 0 
"Received signal w/const class" copies: 2 assignments: 0 default instances: 1 
"Received signal w/copy of the class" copies: 3 assignments: 0 default instances: 1 
//main.cpp
#include <QtCore>

class Class {
    static QAtomicInt m_copies;
    static QAtomicInt m_assignments;
    static QAtomicInt m_instances;
public:
    Class() { m_instances.fetchAndAddOrdered(1); }
    Class(const Class &) { m_copies.fetchAndAddOrdered(1); }
    Class & operator=(const Class &) { m_assignments.fetchAndAddOrdered(1); return *this; }
    static void dump(const QString & s = QString()) {
        qDebug() << s << "copies:" << m_copies << "assignments:" << m_assignments << "default instances:" << m_instances;
    }
    static void reset() {
        m_copies = 0;
        m_assignments = 0;
        m_instances = 0;
    }
};

QAtomicInt Class::m_instances;
QAtomicInt Class::m_copies;
QAtomicInt Class::m_assignments;

typedef QVector<Class> Vector;

Q_DECLARE_METATYPE(Vector)

class Foo : public QObject
{
    Q_OBJECT
    Vector v;
public:
    Foo() : v(100) {}
signals:
    void containerSignal(const Vector &);
    void classSignal(const Class &);
public slots:
    void sendContainer() { emit containerSignal(v); }
    void sendClass() { emit classSignal(Class()); }
};

class Bar : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Bar() {}
signals:
    void containerDone();
    void classDone();
public slots:
    void containerSlotConst(const Vector &) {
        Class::dump("Received signal w/const container");
    }
    void containerSlot(Vector v) {
        Class::dump("Received signal w/copy of the container");
        v[99] = Class();
        Class::dump("Made a copy");
        Class::reset();
        Class::dump("Reset");
        emit containerDone();
    }
    void classSlotConst(const Class &) {
        Class::dump("Received signal w/const class");
    }
    void classSlot(Class) {
        Class::dump("Received signal w/copy of the class");
        emit classDone();
        //QThread::currentThread()->quit();
    }
};

int main(int argc, char ** argv)
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    qRegisterMetaType<Vector>("Vector");
    qRegisterMetaType<Class>("Class");

    Class::dump("Started");
    QThread thread;
    Foo foo;
    Bar bar;
    Class::dump("Created Foo");
    bar.moveToThread(&thread);
    Class::dump("Created Bar");
    QObject::connect(&thread, SIGNAL(started()), &foo, SLOT(sendContainer()));
    QObject::connect(&foo, SIGNAL(containerSignal(Vector)), &bar, SLOT(containerSlotConst(Vector)));
    QObject::connect(&foo, SIGNAL(containerSignal(Vector)), &bar, SLOT(containerSlot(Vector)));
    QObject::connect(&bar, SIGNAL(containerDone()), &foo, SLOT(sendClass()));
    QObject::connect(&foo, SIGNAL(classSignal(Class)), &bar, SLOT(classSlotConst(Class)));
    QObject::connect(&foo, SIGNAL(classSignal(Class)), &bar, SLOT(classSlot(Class)));
    QObject::connect(&bar, SIGNAL(classDone()), &thread, SLOT(quit()));
    QObject::connect(&thread, SIGNAL(finished()), &a, SLOT(quit()));
    thread.start();
    a.exec();
    thread.wait();
}

#include "main.moc"

при передаче больших буферов он "традиционный" для новых() буферных объектов в потоке производителя и, при загрузке, очередь/испускает/независимо от того, *буфер в поток потребителя и немедленно новый() другой, (в тот же *буфер var), для следующей загрузки данных.

проблема: если ваш поток GUI не может идти в ногу, вы получите бегство памяти, если вы не примете некоторую меру управления потоком (например. предварительное выделение пула * буферов и их "циркуляция").

Что Я обычно это предварительно выделяет некоторые экземпляры буфера в цикле (до тысяч на большом сервере) и помещает их экземпляры в "очередь пула" производителя-потребителя. Если дочерний поток хочет загрузить данные из какого-либо сетевого подключения в буфер, он должен вытащить один из пула и загрузить его. Затем он может поставить в очередь/испустить/любой буфер в поток потребителя и открыть другой буфер для любых других данных, которые могут войти. Поток потребителя получает буфер, обрабатывает данные и толкает "используемый" буфер вернуться в очередь пула для повторного использования. Это обеспечивает управление потоком: если дочерний поток загружает буферы быстрее, чем поток-потребитель может их обработать, он найдет пул пустым и заблокирует его, пока поток-потребитель не вернет некоторые используемые буферы, поэтому использование буфера/памяти укупорки (а также избегая постоянного создания/dispose или GC на тех языках, которые его поддерживают).

Мне нравится сбрасывать количество очередей пула в строку состояния GUI на таймере 1-sec - это позволяет мне наблюдать за использованием буфера (и быстро определить, если какая-либо утечка:).