c++ - 这种线程间通信的方法安全吗？

Question

我有 3 个对象(继承自 QObject)，每个对象都包含一个单独的 std::list。每个对象都在主 gui 线程(没有父线程)中创建，然后被推送到它自己的线程(使用 Qt 的 QObject::moveToThread())。

每个线程都连接到一个图形用户界面，消息在不同线程之间发送数据。每个线程本质上是处理它自己的列表。例如:

目标 1:数据消费者。它弹出列表的前面(如果存在数据)以供使用。它还有一个可用的 SLOT，以便其他线程可以向它推送数据。没有其他对象可以直接访问此列表，只有原始 QObject 类。

目标 2:数据的生产者。它将数据推送到它的列表中。它有 SLOTS 可供其他人“ping”它以获取数据，而这些数据又会从其列表中发出 SIGNAL 弹出数据。没有其他对象可以直接访问此列表。

Obj 3:为 obj 1 生产数据并使用 obj 2 的数据。它有自己的内部数据结构，用于跟踪发送到 obj 1 的数据和来自 obj 2 的数据。它最终将推送两个数据集在它做了一些分析之后到一些QwtPlots。

Obj 的 1 和 2 是实时关键的，并使用 QueryPerformanceCounter 风格的“计时”，这实际上会在它们运行时消耗 CPU 资源。他们在每个循环中运行 QCoreApplication::processEvents() 来处理通过的事件。

这是处理跨线程数据共享的好方法吗？如果不是，漏洞在哪里，您将如何纠正它们？我知道这会创建大量的数据“拷贝”，但此时内存膨胀不是问题。

提前致谢:)

Answer 1

如果没有所有的实现细节，很难确切地说它是否是线程安全的，因为在使用线程时有很多事情可能出错。

Obj 1 : Consumer of data. It pop's the front off of its list(if data is present) to use. It also has a SLOT available so that other threads can push data to it. No other object can access this list directly only the the original QObject class.

如果此插槽使用排队或自动连接类型连接到其他线程(例如 Obj 3)中的信号，则 Obj 1 可能是安全的。如果插槽直接从其他线程调用，那么它显然不是线程安全的，除非您显式同步所有内容。

Obj 2 : Producer of data. It pushes data to its list. It has SLOTS available for others to 'ping' it for data which will in turn emit a SIGNAL popping data from its list. No other object can access this list directly.

您没有提到“ping”是如何实现的，也没有提到哪些线程调用了这些插槽。如果其他线程直接调用它们并且 ping 涉及访问内部 std::list，那么您就有麻烦了。如果这些插槽仅通过排队或自动连接调用(例如，到 Obj 3 中的某个信号)，则没问题。如果这些插槽是线程安全的(例如，它们只将“ping”消息放入某种内部同步消息队列)，那么也可以。不过，后一种方式看起来像是排队连接机制的自定义重新实现。

总的来说，这整件事对我来说太危险了，因为可以从任何地方错误地调用插槽。我会通过在此处进行一些安全检查来尝试避免这种情况，如下所示:

void Obj2::ping() {
    if (QThread::currentThread() != this->thread()) {
        // not sure how efficient it is
        QMetaObject::invoke(this, "ping", Qt::QueuedConnection);
        return;
    }
    // thread unsafe code goes here
}