Qt中的三个exec之间有什么联系

一、导读

在Qt中，常见到三个exec，第一个是QApplication::exec()，第二个是QEventLoop::exec，第三个是QThread::exec()。本文从源码角度来看看这三个exec()。

QApplication::exec()是QApplication类下的一个静态成员函数，该函数用于进入主事件循环。

QEventLoop::exec是QEventLoop类下的一个公共成员函数，用于进入主事件循环。

QThread::exec()是QThread类下的一个受保护的成员函数，也是用于进入事件循环。

都是进入事件循环，他们之间有什么联系呢，接着后面的分析。

二、QApplication::exec()

在实际开发中，必须调用QApplication::exec()来启动事件处理，主事件循环会从窗口系统接收事件，并将这些事件分派给应用程序小部件。在调用exec()之前不能发生任何用户交互，但是存在一种特殊的情况：QMessageBox这样的模态小部件可以在调用exec()之前使用，因为模态小部件会调用exec()来启动本地事件循环。

从源码角度，QApplication::exec()会调用QGuiApplication::exec()，QGuiApplication::exec()会调用QCoreApplication::exec()：

intQCoreApplication::exec()
{
//检查exec实例
if(!QCoreApplicationPrivate::checkInstance("exec"))
return-1;

//获取线程数据QThreadData
QThreadData*threadData=self->d_func()->threadData;

//检查该函数的调用是否在主线程中，如果不是，则返回。
if(threadData!=QThreadData::current()){
qWarning("%s:Mustbecalledfromthemainthread",self->metaObject()->className());
return-1;
}
//检查是否存在事件循环，如果存在，则返回，否则继续后续操作。
if(!threadData->eventLoops.isEmpty()){
qWarning("QCoreApplication:Theeventloopisalreadyrunning");
return-1;
}

threadData->quitNow=false;
//创建QEventLoop事件循环对象
QEventLoopeventLoop;
self->d_func()->in_exec=true;
self->d_func()->aboutToQuitEmitted=false;
//启动事件循环
intreturnCode=eventLoop.exec();
threadData->quitNow=false;

if(self)
self->d_func()->execCleanup();

returnreturnCode;
}

从上述源码可见，QApplication的exec()经过层层调用，最终是使用QEventLoop实现事件循环。

QApplication::exec()用于启动应用程序的事件循环，让应用程序能得以启动运行并接收事件。

『备注，执行应用清理的优雅方式』：

建议将清理代码连接到aboutToQuit()信号，而不是放在应用程序的main()函数中。这是因为，在某些平台上，QApplication::exec()调用可能不会返回。例如，在Windows平台上，当用户注销时，系统会在Qt关闭所有顶级窗口后终止该进程。因此，不能保证应用程序有足够的时间退出事件循环，并在QApplication::exec()调用之后，即在main()函数的末尾执行代码。

在QCoreApplication::exec()函数实现中的这几行代码：

if(threadData!=QThreadData::current()){
qWarning("%s:Mustbecalledfromthemainthread",self->metaObject()->className());
return-1;
}

引发出另一个有趣的知识点，那就是：在Qt多线程开发中，需要注意不要阻塞GUI线程，那么哪个是GUI线程呢？从上述源码可以明确知道：QApplication a(argc, argv);所在线程就是GUI线程。

三、QThread::exec()

在多线程应用设计中，QThread::exec()用于为当前线程启动一个新的事件循环，为存在于该线程中的对象交付事件。在源码中，QThread::exec()实现如下：

intQThread::exec()
{
Q_D(QThread);
QMutexLockerlocker(&d->mutex);
d->data->quitNow=false;
if(d->exited){
d->exited=false;
returnd->returnCode;
}
locker.unlock();
//创建QEventLoop事件循环。
QEventLoopeventLoop;
intreturnCode=eventLoop.exec();

locker.relock();
d->exited=false;
d->returnCode=-1;
returnreturnCode;
}

从源码角度，也可见QThread::exec()实现中也调用到QEventLoop的exec()。

四、QEventLoop::exec()

QEventLoop::exec()用于进入主事件循环并等待直到exit()被调用。在调用该函数时需要传入一个flags，如果指定了标志，则只处理标志允许的类型的事件，Qt中支持以下几种标志：

序号	标志类型	描述
1	QEventLoop::AllEvents	所有事件
2	QEventLoop::ExcludeUserInputEvents	不处理用户输入事件，例如ButtonPress和KeyPress。
3	QEventLoop::ExcludeSocketNotifiers	不要处理套接字通知事件。
4	QEventLoop::WaitForMoreEvents	如果没有可用的挂起事件，则等待事件。

注意，没有被传递的事件不会被丢弃，这些事件将在下次传入不过滤事件的标志调用procesvents()时被传递。

从源码角度，QEventLoop::exec()实现如下：

intQEventLoop::exec(ProcessEventsFlagsflags)
{
Q_D(QEventLoop);
autothreadData=d->threadData.loadRelaxed();

//weneedtoprotectfromraceconditionwithQThread::exit
QMutexLockerlocker(&static_cast(QObjectPrivate::get(threadData->thread.loadAcquire()))->mutex);
if(threadData->quitNow)
return-1;

if(d->inExec){
qWarning("QEventLoop:instance%phasalreadycalledexec()",this);
return-1;
}

structLoopReference{
QEventLoopPrivate*d;
QMutexLocker&locker;

boolexceptionCaught;
LoopReference(QEventLoopPrivate*d,QMutexLocker&locker):d(d),locker(locker),exceptionCaught(true)
{
d->inExec=true;
d->exit.storeRelease(false);

autothreadData=d->threadData.loadRelaxed();
++threadData->loopLevel;
threadData->eventLoops.push(d->q_func());

locker.unlock();
}

~LoopReference()
{
if(exceptionCaught){
qWarning("Qthascaughtanexceptionthrownfromaneventhandler.Throwing
"
"exceptionsfromaneventhandlerisnotsupportedinQt.
"
"YoumustnotletanyexceptionwhatsoeverpropagatethroughQtcode.
"
"Ifthatisnotpossible,inQt5youmustatleastreimplement
"
"QCoreApplication::notify()andcatchallexceptionsthere.
");
}
locker.relock();
autothreadData=d->threadData.loadRelaxed();
QEventLoop*eventLoop=threadData->eventLoops.pop();
Q_ASSERT_X(eventLoop==d->q_func(),"QEventLoop::exec()","internalerror");
Q_UNUSED(eventLoop);//--releasewarning
d->inExec=false;
--threadData->loopLevel;
}
};
LoopReferenceref(d,locker);

//当进入一个新的事件循环时，删除已发布的exit事件
QCoreApplication*app=QCoreApplication::instance();
if(app&&app->thread()==thread())
QCoreApplication::removePostedEvents(app,QEvent::Quit);

#ifdefQ_OS_WASM
//Partialsupportfornestedeventloops:MaketheruntimethrowaJavaSrcript
//exception,whichreturnscontroltothebrowserwhilepreservingtheC++stack.
//Eventprocessingthencontinuesasnormal.Thesleepcallbelowneverreturns.
//QTBUG-70185
if(threadData->loopLevel>1)
emscripten_sleep(1);
#endif

while(!d->exit.loadAcquire())
processEvents(flags|WaitForMoreEvents|EventLoopExec);

ref.exceptionCaught=false;
returnd->returnCode.loadRelaxed();
}

从上述源码可知，QEventLoop::exec()本质会调用 processEvents()分发事件。 processEvents()实现如下：

从上图所示代码中，会调用QAbstractEventDispatcher::processEvents()实现事件分发。QAbstractEventDispatcher类提供了一个管理Qt事件队列的接口，它从窗口系统和其他地方接收事件。然后它将这些事件发送到QCoreApplication或QApplication实例进行处理和交付。

审核编辑：汤梓红