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()：

int QCoreApplication::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: Must be called from the main thread", 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: The event loop is already running"); return -1; } threadData->quitNow = false; //创建QEventLoop事件循环对象 QEventLoop eventLoop; self->d_func()->in_exec = true; self->d_func()->aboutToQuitEmitted = false; //启动事件循环 int returnCode = eventLoop.exec(); threadData->quitNow = false; if (self) self->d_func()->execCleanup(); return returnCode; }

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: Must be called from the main thread", 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：

int QThread::exec() { Q_D(QThread); QMutexLocker locker(&d->mutex); d->data->quitNow = false; if (d->exited) { d->exited = false; return d->returnCode; } locker.unlock(); //创建QEventLoop事件循环。 QEventLoop eventLoop; int returnCode = eventLoop.exec(); locker.relock(); d->exited = false; d->returnCode = -1; return returnCode; }

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：

int QEventLoop::exec(ProcessEventsFlags flags) { Q_D(QEventLoop); auto threadData = d->threadData.loadRelaxed(); //we need to protect from race condition with QThread::exit QMutexLocker locker(&static_cast
       
        (QObjectPrivate::get(threadData->thread.loadAcquire()))->mutex); if (threadData->quitNow) return -1; if (d->inExec) { qWarning("QEventLoop: instance %p has already called exec()", this); return -1; } struct LoopReference { QEventLoopPrivate *d; QMutexLocker &locker; bool exceptionCaught; LoopReference(QEventLoopPrivate *d, QMutexLocker &locker) : d(d), locker(locker), exceptionCaught(true) { d->inExec = true; d->exit.storeRelease(false); auto threadData = d->threadData.loadRelaxed(); ++threadData->loopLevel; threadData->eventLoops.push(d->q_func()); locker.unlock(); } ~LoopReference() { if (exceptionCaught) { qWarning("Qt has caught an exception thrown from an event handler. Throwing " "exceptions from an event handler is not supported in Qt. " "You must not let any exception whatsoever propagate through Qt code. " "If that is not possible, in Qt 5 you must at least reimplement " "QCoreApplication::notify() and catch all exceptions there. "); } locker.relock(); auto threadData = d->threadData.loadRelaxed(); QEventLoop *eventLoop = threadData->eventLoops.pop(); Q_ASSERT_X(eventLoop == d->q_func(), "QEventLoop::exec()", "internal error"); Q_UNUSED(eventLoop); // --release warning d->inExec = false; --threadData->loopLevel; } }; LoopReference ref(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); #ifdef Q_OS_WASM // Partial support for nested event loops: Make the runtime throw a JavaSrcript // exception, which returns control to the browser while preserving the C++ stack. // Event processing then continues as normal. The sleep call below never returns. // QTBUG-70185 if (threadData->loopLevel > 1) emscripten_sleep(1); #endif while (!d->exit.loadAcquire()) processEvents(flags | WaitForMoreEvents | EventLoopExec); ref.exceptionCaught = false; return d->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。