QT通過三種形式提供了對執行緒的支援。它們分別是，一、平臺無關的執行緒類，二、執行緒安全的事件投遞，三、跨執行緒的訊號-槽連線。這使得開發輕巧的多執行緒Qt程式更為容易，並能充分利用多處理器機器的優勢。多執行緒程式設計也是一個有用的模式，它用於解決執行較長時間的操作而不至於使用者介面失去響應。在Qt的早期版本中，在構建庫時有不選擇執行緒支援的選項，從4.0開始，執行緒總是有效的。

執行緒類

Qt 包含下面一些執行緒相關的類：
QThread 提供了開始一個新執行緒的方法
QThreadStorage 提供逐執行緒資料儲存
QMutex 提供相互排斥的鎖，或互斥量
QMutexLocker 是一個便利類，它可以自動對QMutex

加鎖與解鎖
QReadWriterLock 提供了一個可以同時讀操作的鎖
QReadLocker與QWriteLocker 是便利類，它自動對QReadWriteLock加鎖與解鎖
QSemaphore 提供了一個整型訊號量，是互斥量的泛化
QWaitCondition 提供了一種方法，使得執行緒可以在被另外執行緒喚醒之前一直休眠。

建立一個執行緒

為建立一個執行緒，子類化QThread並且重寫它的run()函式，例如：

class MyThread : public QThread
{
Q_OBJECT
protected:
void run();
};
void MyThread::run()
{
...
}

之後，建立這個執行緒物件的例項，呼叫QThread::start()。於是，在run()裡出現的程式碼將會在另外執行緒中被執行。
注意：QCoreApplication::exec()必須總是在主執行緒(執行main()的那個執行緒)中被呼叫，不能從一個QThread中呼叫。在GUI程式中，主執行緒也被稱為GUI執行緒，因為它是唯一一個允許執行GUI相關操作的執行緒。另外，你必須在建立一個QThread之前建立QApplication(or QCoreApplication)物件。

執行緒同步

QMutex, QReadWriteLock, QSemaphore, QWaitCondition

 提供了執行緒同步的手段。使用執行緒的主要想法是希望它們可以儘可能併發執行，而一些關鍵點上執行緒之間需要停止或等待。例如，假如兩個執行緒試圖同時訪問同一個全域性變數，結果可能不如所願。
QMutex 提供相互排斥的鎖，或互斥量。在一個時刻至多一個執行緒擁有mutex,假如一個執行緒試圖訪問已經被鎖定的mutex,那麼它將休眠，直到擁有mutex的執行緒對此mutex解鎖。Mutexes常用來保護共享資料訪問。
QReadWriterLock 與QMutex相似，除了它對 "read","write"訪問進行區別對待。它使得多個讀者可以共時訪問資料。使用QReadWriteLock而不是QMutex，可以使得多執行緒程式更具有併發性。

QReadWriteLock lock;
void ReaderThread::run()
{
// ...lock.lockForRead();
read_file();
lock.unlock();
//...}
void WriterThread::run()
{
// ...lock.lockForWrite();
write_file();
lock.unlock();
// ...}

QSemaphore 是QMutex的一般化，它可以保護一定數量的相同資源，與此相對，一個mutex只保護一個資源。下面例子中，使用QSemaphore來控制對環狀緩衝的訪問，此緩衝區被生產者執行緒和消費者執行緒共享。生產者不斷向緩衝寫入資料直到緩衝末端，再從頭開始。消費者從緩衝不斷讀取資料。訊號量比互斥量有更好的併發性，假如我們用互斥量來控制對緩衝的訪問，那麼生產者，消費者不能同時訪問緩衝。然而，我們知道在同一時刻，不同執行緒訪問緩衝的不同部分並沒有什麼危害。

constint DataSize =100000;
constint BufferSize =8192;
char buffer[BufferSize];
QSemaphore freeBytes(BufferSize);
QSemaphore usedBytes;
class Producer : public QThread
{
public:
void run();
};
void Producer::run()
{
qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));
for (int i =0; i < DataSize; ++i) {
freeBytes.acquire();
buffer[i % BufferSize] ="ACGT"[(int)qrand() %4];
usedBytes.release();
}
}
class Consumer : public QThread
{
public:
void run();
};
void Consumer::run()
{
for (int i =0; i < DataSize; ++i) {
usedBytes.acquire();
fprintf(stderr, "%c", buffer[i % BufferSize]);
freeBytes.release();
}
fprintf(stderr, "\n");
}
int main(int argc, char*argv[])
{
QCoreApplication app(argc, argv);
Producer producer;
Consumer consumer;
producer.start();
consumer.start();
producer.wait();
consumer.wait();
return0;
}

QWaitCondition 允許執行緒在某些情況發生時喚醒另外的執行緒。一個或多個執行緒可以阻塞等待一QWaitCondition ,用wakeOne()或wakeAll()設定一個條件。wakeOne()隨機喚醒一個，wakeAll()喚醒所有。

下面的例子中，生產者首先必須檢查緩衝是否已滿(numUsedBytes==BufferSize)，如果是，執行緒停下來等待bufferNotFull條件。如果不是，在緩衝中生產資料，增加numUsedBytes,啟用條件 bufferNotEmpty。使用mutex來保護對numUsedBytes的訪問。另外，QWaitCondition::wait()接收一個mutex作為引數，這個mutex應該被呼叫執行緒初始化為鎖定狀態。線上程進入休眠狀態之前，mutex會被解鎖。而當執行緒被喚醒時，mutex會處於鎖定狀態,而且，從鎖定狀態到等待狀態的轉換是原子操作，這阻止了競爭條件的產生。當程式開始執行時，只有生產者可以工作。消費者被阻塞等待bufferNotEmpty條件，一旦生產者在緩衝中放入一個位元組，bufferNotEmpty條件被激發，消費者執行緒於是被喚醒。

constint DataSize =100000;
constint BufferSize =8192;
char buffer[BufferSize];
QWaitCondition bufferNotEmpty;
QWaitCondition bufferNotFull;
QMutex mutex;
int numUsedBytes =0;
class Producer : public QThread
{
public:
void run();
};
void Producer::run()
{
qsrand(QTime(0,0,0).secsTo(QTime::currentTime()));
for (int i =0; i < DataSize; ++i) {
mutex.lock();
if (numUsedBytes == BufferSize)
bufferNotFull.wait(&mutex);
mutex.unlock();
buffer[i % BufferSize] ="ACGT"[(int)qrand() %4];
mutex.lock();
++numUsedBytes;
bufferNotEmpty.wakeAll();
mutex.unlock();
}
}
class Consumer : public QThread
{
public:
void run();
};
void Consumer::run()
{
for (int i =0; i < DataSize; ++i) {
mutex.lock();
if (numUsedBytes ==0)
bufferNotEmpty.wait(&mutex);
mutex.unlock();
fprintf(stderr, "%c", buffer[i % BufferSize]);
mutex.lock();
--numUsedBytes;
bufferNotFull.wakeAll();
mutex.unlock();
}
fprintf(stderr, "\n");
}
int main(int argc, char*argv[])
{
QCoreApplication app(argc, argv);
Producer producer;
Consumer consumer;
producer.start();
consumer.start();
producer.wait();
consumer.wait();
return0;
}

可重入與執行緒安全

在Qt文件中，術語“可重入”與“執行緒安全”被用來說明一個函式如何用於多執行緒程式。假如一個類的任何函式在此類的多個不同的例項上，可以被多個執行緒同時呼叫，那麼這個類被稱為是“可重入”的。假如不同的執行緒作用在同一個例項上仍可以正常工作，那麼稱之為“執行緒安全”的。
大多數c++類天生就是可重入的，因為它們典型地僅僅引用成員資料。任何執行緒可以在類的一個例項上呼叫這樣的成員函式，只要沒有別的執行緒在同一個例項上呼叫這個成員函式。舉例來講，下面的Counter 類是可重入的：

class Counter
{
public:
Counter() {n=0;}
void increment() {++n;}
void decrement() {--n;}
int value() const {return n;}
private:
int n;
}; 這個類不是執行緒安全的，因為假如多個執行緒都試圖修改資料成員 n,結果未定義。這是因為c++中的++和--操作符不是原子操作。實際上，它們會被擴充套件為三個機器指令：
1，把變數值裝入暫存器
2，增加或減少暫存器中的值
3，把暫存器中的值寫回記憶體
假如執行緒A與B同時裝載變數的舊值，在暫存器中增值，回寫。他們寫操作重疊了，導致變數值僅增加了一次。很明顯，訪問應該序列化：A執行123步驟時不應被打斷。使這個類成為執行緒安全的最簡單方法是使用QMutex來保護資料成員： class Counter
{
public:
Counter() { n =0; }
void increment() { QMutexLocker locker(&mutex); ++n; }
void decrement() { QMutexLocker locker(&mutex); --n; }
int value() const { QMutexLocker locker(&mutex); return n; }
private:
mutable QMutex mutex;
int n;
};

QMutexLocker類在建構函式中自動對mutex進行加鎖，在解構函式中進行解鎖。隨便一提的是，mutex使用了mutable關鍵字來修飾，因為我們在value()函式中對mutex進行加鎖與解鎖操作，而value()是一個const函式。
大多數Qt類是可重入，非執行緒安全的。有一些類與函式是執行緒安全的，它們主要是執行緒相關的類，如QMutex,QCoreApplication::postEvent()。

執行緒與QObjects

QThread 繼承自QObject,它發射訊號以指示執行緒執行開始與結束，而且也提供了許多slots。更有趣的是，QObjects可以用於多執行緒，這是因為每個執行緒被允許有它自己的事件迴圈。
QObject 可重入性
QObject是可重入的。它的大多數非GUI子類，像QTimer,QTcpSocket,QUdpSocket,QHttp,QFtp,QProcess也是可重入的，在多個執行緒中同時使用這些類是可能的。需要注意的是，這些類被設計成在一個單執行緒中建立與使用，因此，在一個執行緒中建立一個物件，而在另外的執行緒中呼叫它的函式，這樣的行為不能保證工作良好。有三種約束需要注意：
1，QObject的孩子總是應該在它父親被建立的那個執行緒中建立。這意味著，你絕不應該傳遞QThread物件作為另一個物件的父親(因為QThread物件本身會在另一個執行緒中被建立)
2,事件驅動物件僅僅在單執行緒中使用。明確地說，這個規則適用於"定時器機制“與”網格模組“，舉例來講，你不應該在一個執行緒中開始一個定時器或是連線一個套接字，當這個執行緒不是這些物件所在的執行緒。
3，你必須保證線上程中建立的所有物件在你刪除QThread前被刪除。這很容易做到:你可以run()函式執行的棧上建立物件。

儘管QObject是可重入的，但GUI類，特別是QWidget與它的所有子類都是不可重入的。它們僅用於主執行緒。正如前面提到過的，QCoreApplication::exec()也必須從那個執行緒中被呼叫。實踐上，不會在別的執行緒中使用GUI類，它們工作在主執行緒上，把一些耗時的操作放入獨立的工作執行緒中，當工作執行緒執行完成，把結果在主執行緒所擁有的螢幕上顯示。

逐執行緒事件迴圈

每個執行緒可以有它的事件迴圈，初始執行緒開始它的事件迴圈需使用QCoreApplication::exec(),別的執行緒開始它的事件迴圈需要用QThread::exec().像QCoreApplication一樣，QThreadr提供了exit(int)函式，一個quit() slot。

執行緒中的事件迴圈，使得執行緒可以使用那些需要事件迴圈的非GUI 類(如，QTimer,QTcpSocket,QProcess)。也可以把任何執行緒的signals連線到特定執行緒的slots，也就是說訊號-槽機制是可以跨執行緒使用的。對於在QApplication之前建立的物件，QObject::thread()返回0,這意味著主執行緒僅為這些物件處理投遞事件，不會為沒有所屬執行緒的物件處理另外的事件。可以用QObject::moveToThread()來改變它和它孩子們的執行緒親緣關係，假如物件有父親，它不能移動這種關係。在另一個執行緒(而不是建立它的那個執行緒)中delete QObject物件是不安全的。除非你可以保證在同一時刻物件不在處理事件。可以用QObject::deleteLater(),它會投遞一個DeferredDelete事件，這會被物件執行緒的事件迴圈最終選取到。
假如沒有事件迴圈執行，事件不會分發給物件。舉例來說，假如你在一個執行緒中建立了一個QTimer物件，但從沒有呼叫過exec(),那麼QTimer就不會發射它的timeout()訊號.對deleteLater()也不會工作。(這同樣適用於主執行緒)。你可以手工使用執行緒安全的函式QCoreApplication::postEvent()，在任何時候，給任何執行緒中的任何物件投遞一個事件，事件會在那個建立了物件的執行緒中通過事件迴圈派發。事件過濾器在所有執行緒中也被支援，不過它限定被監視物件與監視物件生存在同一執行緒中。類似地，QCoreApplication::sendEvent(不是postEvent()),僅用於在呼叫此函式的執行緒中向目標物件投遞事件。

從別的執行緒中訪問QObject子類

QObject和所有它的子類是非執行緒安全的。這包括整個的事件投遞系統。需要牢記的是，當你正從別的執行緒中訪問物件時，事件迴圈可以向你的QObject子類投遞事件。假如你呼叫一個不生存在當前執行緒中的QObject子類的函式時，你必須用mutex來保護QObject子類的內部資料，否則會遭遇災難或非預期結果。像其它的物件一樣，QThread物件生存在建立它的那個執行緒中---不是當QThread::run()被呼叫時建立的那個執行緒。一般來講，在你的QThread子類中提供slots是不安全的，除非你用mutex保護了你的成員變數。
另一方面，你可以安全的從QThread::run()的實現中發射訊號，因為訊號發射是執行緒安全的。

跨執行緒的訊號-槽

Qt支援三種類型的訊號-槽連線：
1，直接連線，當signal發射時，slot立即呼叫。此slot在發射signal的那個執行緒中被執行(不一定是接收物件生存的那個執行緒)
2，佇列連線，當控制權回到物件屬於的那個執行緒的事件迴圈時，slot被呼叫。此slot在接收物件生存的那個執行緒中被執行
3，自動連線(預設)，假如訊號發射與接收者在同一個執行緒中，其行為如直接連線，否則，其行為如佇列連線。
連線型別可能通過以向connect()傳遞引數來指定。注意的是，當傳送者與接收者生存在不同的執行緒中，而事件迴圈正運行於接收者的執行緒中，使用直接連線是不安全的。同樣的道理，呼叫生存在不同的執行緒中的物件的函式也是不是安全的。QObject::connect()本身是執行緒安全的。

多執行緒與隱含共享

Qt為它的許多值型別使用了所謂的隱含共享(implicit sharing)來優化效能。原理比較簡單，共享類包含一個指向共享資料塊的指標，這個資料塊中包含了真正原資料與一個引用計數。把深拷貝轉化為一個淺拷貝，從而提高了效能。這種機制在幕後發生作用，程式設計師不需要關心它。如果深入點看，假如物件需要對資料進行修改，而引用計數大於1，那麼它應該先detach()。以使得它修改不會對別的共享者產生影響，既然修改後的資料與原來的那份資料不同了，因此不可能再共享了，於是它先執行深拷貝，把資料取回來，再在這份資料上進行修改。例如：

void QPen::setStyle(Qt::PenStyle style)
{
detach(); // detach from common data d->style = style; // set the style member}
void QPen::detach()
{
if (d->ref!=1) {
... // perform a deep copy }
}

一般認為，隱含共享與多執行緒不太和諧，因為有引用計數的存在。對引用計數進行保護的方法之一是使用mutex,但它很慢，Qt早期版本沒有提供一個滿意的解決方案。從4.0開始，隱含共享類可以安全地跨執行緒拷貝，如同別的值型別一樣。它們是完全可重入的。隱含共享真的是"implicit"。它使用匯編語言實現了原子性引用計數操作，這比用mutex快多了。
假如你在多個執行緒中同進訪問相同物件，你也需要用mutex來序列化訪問順序,就如同其他可重入物件那樣。總的來講，隱含共享真的給”隱含“掉了，在多執行緒程式中，你可以把它們看成是一般的，非共享的，可重入的型別，這種做法是安全的。