c++ - 为什么我的 Qt 信号没有被事件队列处理？

Question

情况的快速描述

我试图让一个最小的 GUI 开始一个无尽的过程，该过程通过 CAN 总线通过自定义协议(protocol)进行通信。

根据我阅读的内容here ，我的代码结构如下:

我一方面有一个类使用 2 个简单的按钮“开始”和“停止”来处理我的 GUI，即 MainWindow。

另一方面，一个类使用上面链接中描述的状态机管理我的自定义协议(protocol)，即 Worker。

在这些中间，我有一个 Controller 将整体连接在一起。这个 Controller 在这里是因为处理了一些其他任务，但这不是这篇文章的目的。

关于信号和槽

我已将我的按钮信号 (released()) 连接到来自 Controller 的信号。所以 GUI 不知道到底是什么开始了。

那些 Controller 的信号连接到 Worker 的插槽。这些插槽用于启动和停止该过程。

关于线程

Worker 实例存在于它自己的 QThread 中。可能涉及其他任务，所以我发现最好在自己的线程中处理每个任务。

首先，worker 的进程是通过信号/槽来处理的，这些信号/槽使状态机在有关转换的状态之间演化。由于信号/槽机制，线程的事件循环可以处理来自其队列的事件，如果我是正确的话。

问题

我的启动信号已正确发送给工作人员，从而启动了流程和状态机。这台机器是循环的，直到用户请求停止信号。但是，当用户单击“停止”按钮时，不会调用关联的插槽。与此同时，机器继续无休止地运行并且没有看到停止请求(我已经放了一些调试消息以查看真正执行了什么)。

代码片段

这里是代码片段。 主窗口.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H

#include <QMainWindow>

#include "controller.h"

class QPushButton;
class QWidget;
class QVBoxLayout;

class MainWindow : public QMainWindow
{
    Q_OBJECT

public:
    explicit MainWindow(Controller& controller, QWidget *parent = 0);
    ~MainWindow();

private:
    Controller& controller;

    QPushButton* startButton;
    QPushButton* stopButton;
    QWidget* centralWidget;
    QVBoxLayout* layout;
};

#endif // MAINWINDOW_H

主窗口.cpp

#include "mainwindow.h"

#include <QWidget>
#include <QVBoxLayout>
#include <QPushButton>

MainWindow::MainWindow(Controller &controller, QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent), controller(controller)
{
    centralWidget = new QWidget(this);
    setCentralWidget(centralWidget);

    layout = new QVBoxLayout();
    startButton = new QPushButton("START", this);
    stopButton = new QPushButton("STOP", this);

    layout->addWidget(startButton);
    layout->addWidget(stopButton);

    centralWidget->setLayout(layout);

    connect(startButton, SIGNAL(released()), &controller, SIGNAL(startSignal()));
    connect(stopButton, SIGNAL(released()), &controller, SIGNAL(stopSignal()));
}

MainWindow::~MainWindow()
{
    delete stopButton;
    delete startButton;
    delete layout;
    delete centralWidget;
}

Controller .h

#ifndef CONTROLLER_H
#define CONTROLLER_H

#include <QObject>
#include <QThread>

class MainWindow;
class Worker;

class Controller : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Controller();
    virtual ~Controller();

signals:
    void startSignal() const;
    void stopSignal() const;

private:
    MainWindow* mainWindow;

    QThread workerThread;
    Worker* worker;
};

#endif // CONTROLLER_H

Controller.cpp(继承公共(public)QObject)

#include "controller.h"

#include "mainwindow.h"
#include "worker.h"

Controller::Controller()
{
    mainWindow = new MainWindow(*this);
    mainWindow->show();

    worker = new Worker();
    worker->moveToThread(&workerThread);
    connect(this, SIGNAL(startSignal()), worker, SLOT(startProcess()));
    connect(this, SIGNAL(stopSignal()), worker, SLOT(stopProcess()));
    workerThread.start();
}

Controller::~Controller()
{
    workerThread.quit();
    workerThread.wait();

    delete worker;
    delete mainWindow;
}

Worker 使用枚举的 State 和 Transition 处理状态机。 worker .h

#ifndef WORKER_H
#define WORKER_H

#include <QObject>

class Worker : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    enum State { IDLE, STATE_1, STATE_2 };
    enum Transition { OK, ERROR };
    enum Mode { MODE_1, MODE_2 };
    explicit Worker();

    void read();

public slots:
    void startProcess();
    void stopProcess();

    void processEvent(const Transition& transition);

signals:
    void sendSignal(const Transition& transition) const;

private:
    State currentState;
    Mode selectedMode;
    bool stopRequested;
};

#endif // WORKER_H

Worker.cpp(继承公共(public)QObject)

#include "worker.h"

#include <QDebug>
#include <QThread>

Worker::Worker() : QObject()
{
    stopRequested = false;
    currentState = IDLE;

    connect(this, SIGNAL(sendSignal(Transition)), this, SLOT(processEvent(Transition)));
}

void Worker::read()
{
    qDebug() << "Reading...";
    QThread::msleep(500);
    emit sendSignal(OK);
}

void Worker::startProcess()
{
    qDebug() << "Start requested";
    selectedMode = MODE_1;
    stopRequested = false;
    emit sendSignal(OK);
}

void Worker::stopProcess()
{
    qDebug() << "Stop requested";
    stopRequested = true;
}

void Worker::processEvent(const Worker::Transition &transition)
{
    qDebug() << "Process event";
    switch(currentState) {
    case IDLE:
        switch(selectedMode) {
        case MODE_1:
            currentState = STATE_1;
            read();
            break;
        case MODE_2:
            currentState = STATE_2;
            break;
        }
        break;
    case STATE_1:
        if (!stopRequested) {
            if (transition == OK) {
                read();
            } else {
                currentState = IDLE;
                // No emission. The state machine stops on error
            }
        }
        break;
    case STATE_2:
        // Not implemented yet
        break;
    }
}

.pro文件

QT       += core gui

greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

TARGET = sample_project
TEMPLATE = app

DEFINES += QT_DEPRECATED_WARNINGS

SOURCES += main.cpp\
        mainwindow.cpp \
    controller.cpp \
    worker.cpp

HEADERS  += mainwindow.h \
    controller.h \
    worker.h

免责声明 代码未正确退出。最好在您的 IDE 中启动它，这样您就可以轻松地杀死它。

这些代码片段是使用 Qt5.8.0 MinGW 32 位构建的。 要重现该问题，只需点击“开始”，调试消息就会出现在控制台中。然后点击“停止”，消息不断出现，并没有按应有的方式停止。

我找到了一种解决方法，即从 Controller 中直接调用 stopProcess() 而不是使用信号。这样做会正确设置 stopRequested 并停止进程。

不过，我想知道为什么事件队列从不处理来自 Controller 的信号？即使使用信号/槽处理状态机，也允许事件队列在事件到达时对其进行处理。

(我尝试在 Controller 中放置一个中间插槽，将信号发送到 Worker 以查看 GUI 是否正确发送了信号，并且确实执行了此插槽. 但 stopProcess() 插槽仍未调用。)

有什么想法吗？

Answer 1

正如 Oktalist 所指出的，问题在于您永远不会在工作线程中返回到 Qt 的事件循环。默认情况下，Qt 使用 Qt::AutoConnection ，如果接收器位于同一个线程中，则它是一个 Qt::DirectConnection。因此，Qt 以无限的方式递归调用 processEvent。

解决方案 1:从两个线程写入/读取 stopRequested。

正如您所建议的，直接从 Controller 调用 stopProcess 可能会解决您的问题，但不是线程安全的。您可以将 stopRequested 定义为 volatile，但这只会 work on windows并将probably work in other situations .

更好的方法是 define it as std::atomic如果 C++11 是您的选择。

解决方案 2:避免递归函数调用

您可以指定为 QObject::connect 的第五个参数你想要哪种类型的连接。选择 Qt::QueuedConnection 将中断您的递归操作。这样，Qt 将能够处理您的 stopRequested 信号。

这种方法的优点是所有线程安全问题都由 Qt 透明地处理，但这会使您的状态机稍微慢一些。