QT 4: программирование GUI на С++ - Жасмин Бланшет

12 statusBar(), SLOT(showMessage(const QString &)));

13 connect(&thread, SIGNAL(finished()),

14 this, SLOT(allTransactionsDone()));

15 setCurrentFile("");

16 }

Интересной частью конструктора ImageWindow являются два соединения сигнал—слот. В обоих случаях сигнал генерируется объектом TransactionThread, который мы вскоре рассмотрим.

01 void ImageWindow::flipHorizontally()

02 {

03 addTransaction(new FlipTransaction(Qt::Horizontal));

04 }

Слот flipHorizontally() создает транзакцию зеркального отражения и регистрирует ее при помощи закрытой функции addTransaction(). Функции flipVertically(), resizeImage(), convertTo32Bit(), convertTo8Bit() и convertTo1Bit() реализуются аналогично.

01 void ImageWindow::addTransaction(Transaction *transact)

02 {

03 thread.addTransaction(transact);

04 openAction->setEnabled(false);

05 saveAction->setEnabled(false);

06 saveAsAction->setEnabled(false);

07 }

Функция addTransaction() добавляет транзакцию в очередь транзакций вторичного потока и отключает команды Open, Save и Save As на время обработки транзакций.

01 void ImageWindow::allTransactionsDone()

02 {

03 openAction->setEnabled(true);

04 saveAction->setEnabled(true);

05 saveAsAction->setEnabled(true);

06 imageLabel->setPixmap(QPixmap::fromImage(thread.image()));

07 setWindowModified(true);

08 statusBar()->showMessage(tr("Ready"), 2000);

09 }

Слот allTransactionsDone() вызывается, когда очередь транзакций TransactionThread становится пустой.

Теперь давайте рассмотрим класс TransactionThread:

01 class TransactionThread : public QThread

02 {

03 Q_OBJECT

04 public:

05 void addTransaction(Transaction *transact);

06 void setImage(const QImage &image);

07 QImage image();

08 signals:

09 void transactionStarted(const QString &message);

10 protected:

11 void run();

12 private:

13 QMutex mutex;

14 QImage currentImage;

15 QQueue<Transaction *> transactions;

16 };

Класс TransactionThread содержит список обрабатываемых транзакций, которые выполняются по очереди в фоновом режиме.

01 void TransactionThread::addTransaction(Transaction *transact)

02 {

03 QMutexLocker locker(&mutex);

04 transactions.enqueue(transact);

05 if (!isRunning())

06 start();

07 }

Функция addTransaction() добавляет транзакцию в очередь транзакций и запускает поток транзакции, если он еще не выполняется. Доступ к переменной—члену transactions защищается мьютексом, потому что главный поток мог бы ее модифицировать функцией addTransaction() во время прохода по транзакциям transactions вторичного потока.

01 void TransactionThread::setImage(const QImage &image)

02 {

03 QMutexLocker locker(&mutex);

04 currentImage = image;

05 }

06 QImage TransactionThread::image()

07 {

08 QMutexLocker locker(&mutex);

09 return currentImage;

10 }

Функции setImage() и image() позволяют главному потоку установить изображение, для которого будут выполняться транзакции, и получить обработанное изображение после завершения всех транзакций. И вновь мы защищаем доступ к переменной—члену при помощи мьютекса.

01 void TransactionThread::run()

02 {

03 Transaction *transact;

04 forever {

05 mutex.lock();

06 if (transactions.isEmpty()) {

07 mutex.unlock();

08 break;

09 }

10 QImage oldImage = currentImage;

11 transact = transactions.dequeue();

12 mutex.unlock();

13 emit transactionStarted(transact->message());

14 QImage newImage = transact->apply(oldImage);

15 delete transact;

16 mutex.lock();

17 currentImage = newImage;

18 mutex.unlock();

19 }

20 }

Функция run() просматривает очередь транзакций и по очереди выполняет все транзакции путем вызова для них функции apply().

После старта транзакции мы генерируем сигнал transactionStarted() с сообщением, выводимым в строке состояния приложения. Когда обработка всех транзакций завершается, функция run() возвращает управление и QThread генерирует сигнал finished().

01 class Transaction

02 {

03 public:

04 virtual ~Transaction() { }

05 virtual QImage apply(const QImage &image) = 0;

06 virtual QString message() = 0;

07 };

Класс Transaction является абстрактным базовым классом, предназначенным для определения операций, которые пользователь может выполнять с изображением. Виртуальный деструктор необходим, потому что нам приходится удалять экземпляры подклассов Transaction через указатель transaction. (Кроме того, если мы его не предусмотрим, некоторые компиляторы выдадут предупреждение.) Transaction имеет три конкретных подкласса: FlipTransaction, ResizeTransaction и ConvertDepthTransaction. Нами будет рассмотрен только подкласс FlipTransaction; другие два подкласса имеют аналогичное определение.

01 class FlipTransaction : public Transaction

02 {

03 public:

04 FlipTransaction(Qt::Orientation orientation);

05 QImage apply(const QImage &image);

06 QString message();

07 private:

08 Qt::Orientation orientation;

09 };

Конструктор FlipTransaction принимает один параметр, который задает ориентацию зеркального отражения (по горизонтали или по вертикали).

01 QImage FlipTransaction::apply(const QImage &image)

02 {

03 return image.mirrored(

04 orientation == Qt::Horizontal, orientation == Qt::Vertical);

05 }

Функция apply() вызывает QImage::mirrored() для объекта QImage, полученного в виде параметра, и возвращает сформированный объект QImage.

01 QString FlipTransaction::message()

02 {

03 if (orientation == Qt::Horizontal) {

04 return QObject::tr("Flipping image horizontally...");

05 } else {

06 return QObject::tr("Flipping image vertically...");

07 }

08 }

Функция messageStr() возвращает сообщение, отображаемое в строке состояния в ходе выполнения операции. Данная функция вызывается из функции transactionThread::run(), кoгдa гeнepиpyeтcя cигнaл transactionStarted().

Применение классов Qt во вторичных потоках

Функция называется потокозащищенной (thread—safe), если она может спокойно вызываться одновременно из нескольких потоков. Если две такие функции вызываются из различных потоков и совместно используют одинаковые данные, результат всегда будет вполне определенным. Это определение можно расширить на класс, и тогда класс будет называться потокозащищенным, если все его функции могут вызываться одновременно из различных потоков, не мешая работе друг друга, если они даже работают с одним и тем же объектом.

В Qt потокозащищенными являются классы QMutex, QMutexLocker, QReadWriteLock, QReadLocker, QWriteLocker, QSemaphore, QThreadStorage<T>, QWaitCondition и часть программного интерфейса QThread. Кроме того, несколько функций являются потокозащищенными, в частности QObject::connect(), QObject::disconnect(), QCoreApplication::postEvent(), QCoreApplication::removePostedEvent() и QCoreApplication::removePostedEvents().

Большинство классов Qt неграфического интерфейса удовлетворяют менее строгому ограничению: они являются реентерабельными (reentrant). Класс называется реентерабельным, если разные его экземпляры могут одновременно использоваться разными потоками. Однако одновременный доступ к одному реентерабельному объекту при многопоточной обработке недостаточно надежен и должен контролироваться при помощи мьютекса. Реентерабельность классов отмечается в справочной документации Qt. Обычно любой класс С++, который не использует глобальные переменные (или, другими словами, совместно используемые данные), является реентерабельным.

Класс QObject — реентерабельный, однако не следует забывать о трех ограничениях:

• Дочерние объекты QObject должны создаваться их родительским потоком. В частности, это означает, что созданные во вторичном потоке объекты нельзя создавать с указанием в качестве родительского объекта QThread, потому что этот объект был создан в другом потоке (либо в главном потоке, либо в другом вторичном потоке).

• Все объекты QObject, созданные во вторичном потоке, должны быть удалены до удаления соответствующего объекта QThread. Это можно обеспечить путем создания объектов в стеке функцией QThread::run().

• Объекты QObject должны удаляться в том потоке, в котором они были созданы. Если требуется удалить объект QObject, существующий в другом потоке, мы должны вызвать потокозащищенную функцию QObject::deleteLater(), которая регистрирует событие «отсроченное удаление».