Qt | QSerialPort、QTcpSocket等QIODevice设备的跨线程调用报错解决办法以及多线程的使用

Qt | QSerialPort、QTcpSocket等QIODevice设备的跨线程调用报错解决办法以及多线程的使用

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1、问题描述

相信很多使用Qt的朋友遇到过这个错误或者类似的错误：

Cannot create children for a parent that is in a different thread.

那么这个问题是怎么引起的呢？本篇文章以QSerialPort为例详细说说。

在我们的多线程编程中，一般主线程负责界面的刷新显示，而子线程负责一些耗时的操作，例如当我们使用QSerialPort的时候，我们希望QSerialPort的读写操作在子线程中进行。

那么如果在主线程中创建QSerialPort对象，通过指针的形式将QSerialPort传入到了子线程中，在子线程的函数内使用QSerialPort指针操作读写函数，就会出现上面的错误提示！

这就是跨线程调用引起的问题！

其实不止是QSerialPort，只要是QIODevice类型的对象都无法进行跨线程调用，这里是由于Qt的信号和槽机制的问题，再有就是QSerialPort是异步的，什么意思呢？就是说使用QSerialPort->readData()函数的时候不会阻塞，会立刻返回，其实QSerialPort->readData()只是在读取一个缓冲区而已，而在另一个线程中，有数据的话就会将数据写入到这个缓冲区。

2、Qt多线程的使用

Qt多线程有以下两种方式：

1. 继承自QThread类，重写run函数，只有run函数内的代码是在子线程中
2. 创建一个QThread和一个QWorker(继承自QObject)类对象，使用moveToThread函数移动到thread中运行，通过thread类start信号和worker槽函数绑定。此方法也是Qt官方推荐的办法。

具体代码实现可看我的另一篇博客：Qt实现多线程编程的两种方式

3、解决跨线程调用

既然无法通过指针的形式将QSerialPort传入子线程中，那么就只有在子线程中新建QSerialPort对象。

显然，如果使用上面第一种方式的话，由于只有run()函数内的代码是在子线程的，那么QSerialPort就只能在run函数中建立，如果在UI界面上有个点击发送数据的按钮的话，是无法将按钮点击事件传递到run()函数中的，显然，此种方法不合适。

3.1 主线程调用子线程内QSerialPort的发送数据函数发数据

如果想点击按钮发送数据的话，可以这么做：主线程点击按钮后emit一个信号，将这个信号与子线程中的槽连接，在槽函数中调用QSerialPort的发送数据函数。

3.2 主线程显示子线程内QSerialPort收到的数据

同样的，如果想将子线程里QSerialPort接收到的数据显示到UI界面上，可以在子线程QSerialPort收到数据后emit一个信号出来，将该信号和主线程里的槽函数连接，就实现了将数据传入到了主线程里，然后将数据显示到界面上就可以了。

tips：其实严格意义上来讲，Qt的多线程就不是使用继承QThread这种方式，而是moveToThread方式。

3.3 实现代码

说了这么多，下面就是具体代码的实现了。

QWorker.h

QWorker.cpp

MainWindow.h

MainWindow.cpp

主界面如下：

控制台看到打印信息，MainWindow的线程ID为：0x33a0，QWorker由于是在MainWindow实例化的，所以线程ID也是0x33a0。

接下来关闭应用程序，控制台打印如下：

从析构函数中的打印可以看到，此时QWorker的线程ID不在是0x33a0，说明我们使用worker->moveToThread(thread)确实是把worker移动到子线程内了。

重新启动应用程序，并点击打开串口按钮，控制台打印如下：

可以看到QWorker类的槽函数openPort显示的线程ID也是在子线程内，在看一下发送数据和接收数据：

都没问题！

4、综述

1. Qt的QThread不是让你继承着写的，应该写个类用来操作QSerialPort，这里这个类假设就叫QWorker类。

2. QWorker类成员里放一个QSerialPort指针，在QWorker构造函数中实例化QSerialPort，或者设置一个槽函数init，在init函数中实例化，然后将QThread的started信号和init槽函数连接。对外的操作全部用信号和槽。通过槽接收外部的调用操作，如open、close、write等；通过信号发送数据到外部，如收到的数据、错误码等。

3. 程序退出时，不要直接delete QWorker，因为已经使用了moveToThread，此时子线程已经和MainWindow的线程ID不一样了。正确的操作方法应该是在moveTothread前，将thread的finished信号和槽函数deleteLater相连接，以及将thread的finished和worker的槽函数deleteLater相连接，这样worker就会由所属的线程负责释放资源，此时程序的销毁流程就是：子线程删除worker对象->子线程停止->子线程对象销毁。如下图的代码：
   

4. 线程对象，以及move到线程里的对象，都不要设置parent。如本例中的thread和worker。

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另外推荐一下这位知乎网友写的回答：https://www.zhihu.com/question/31518679/answer/130770474

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至此，完！