Qt におけるマルチスレッド技術

Qt にはスレッドを扱うためのクラスや関数がたくさんあります。以下は、Qt プログラマがマルチスレッドアプリケーションを実装するために使用できる 4 つの異なるアプローチです。

QThread：オプションのイベントループを持つ低レベル API

QThread は Qt におけるすべてのスレッド制御の基礎です。各 インスタンスは、1 つのスレッドを表し、制御します。QThread

QThread QThread は直接インスタンス化することも、サブクラス化することもできます。 をインスタンス化すると、並列イベントループが提供され、 スロットをセカンダリスレッドで呼び出すことができます。 をサブクラス化すると、アプリケーションはイベント・ループを開始する前に新しいスレッドを初期化したり、イベント・ループなしで並列コードを実行できるようになります。QThread QObject QThread

QThread の使用方法については、QThread class reference とスレッド作成例を参照してください。

QThreadPool と QRunnable：スレッドの再利用

スレッドを頻繁に作成したり破棄したりするには、コストがかかります。このオーバーヘッドを減らすために、既存のスレッドを新しいタスクに再利用することができます。QThreadPool は、再利用可能な QThreads のコレクションです。

QThreadPool のスレッドの 1 つでコードを実行するには、QRunnable::run() を再実装し、サブクラス化されたQRunnable をインスタンス化します。QRunnable をQThreadPool の実行キューに入れるには、QThreadPool::start() を使用します。スレッドが使用可能になると、QRunnable::run() 内のコードがそのスレッドで実行されます。

各 Qt アプリケーションにはグローバル・スレッド・プールがあり、QThreadPool::globalInstance() からアクセスできます。このグローバル・スレッド・プールは、CPUのコア数に基づいて最適なスレッド数を自動的に維持します。しかし、QThreadPool を個別に作成し、明示的に管理することもできます。

Qt Concurrent:高レベルAPIの使用

この Qt Concurrentモジュールは、一般的な並列計算パターンである map、filter、reduce を扱う高レベル関数を提供します。QThread やQRunnable を使用するのとは異なり、これらの関数はミューテックスやセマフォのような低レベルのスレッドプリミティブを使用する必要はありません。代わりに、QFuture オブジェクトを返します。このオブジェクトは、準備ができたときに関数の結果を取得するために使用できます。QFuture は、計算の進行状況を照会したり、計算を一時停止/再開/キャンセルしたりするためにも使用できます。便宜上、QFutureWatcher はシグナルとスロットを介してQFutureと相互作用することができる。

Qt Concurrentマップ、フィルター、リデュースの各アルゴリズムは、利用可能なすべてのプロセッサー・コアに計算を自動的に分散させるので、今日書かれたアプリケーションは、後でコア数の多いシステムにデプロイされたときにも拡張し続けることができる。

このモジュールはQtConcurrent::run() 関数も提供しており、別のスレッドで任意の関数を実行できる。しかし、QtConcurrent::run （）は、map、filter、reduce関数で利用可能な機能のサブセットしかサポートしていない。QFuture は、関数の戻り値を取得したり、スレッドが実行中かどうかをチェックするために使用できます。ただし、QtConcurrent::run() の呼び出しは、1 つのスレッドのみを使用し、一時停止/再開/キャンセルはできず、進行状況を問い合わせることもできません。

各関数の詳細については Qt Concurrentモジュールのドキュメントを参照してください。

WorkerScript を参照してください：QML でのスレッド処理

WorkerScript QMLタイプはJavaScriptコードをGUIスレッドと並行して実行させます。

各WorkerScript インスタンスには.js スクリプトを1つアタッチすることができます。WorkerScript.sendMessage() が呼び出されると、スクリプトは別のスレッドで実行されます (QML context も別です)。スクリプトの実行が終了すると、WorkerScript.onMessage() シグナル・ハンドラを呼び出すGUIスレッドに応答を送り返すことができます。

WorkerScript を使用するのは、別のスレッドに移動したワーカーQObject を使用するのと似ている。データはシグナルを介してスレッド間で転送されます。

スクリプトの実装方法の詳細や、スレッド間で受け渡し可能なデータ型のリストについては、WorkerScript のドキュメントを参照してください。

適切なアプローチの選択

上記で示したように、Qt はスレッドアプリケーションを開発するためのさまざまなソリューションを提供します。あるアプリケーションに適したソリューションは、新しいスレッドの目的とスレッドの寿命に依存します。以下に、Qt のスレッド技術の比較と、いくつかの使用例に対する推奨ソリューションを示します。

ソリューションの比較

使用例