Qt多线程使用疑难杂症

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

完整报错来源：

QObject: Cannot create children for a parent that is in a different thread. (Parent is QProcess(0xc56919faf0), parent’s thread is QThread(0x211c9dbdef0), current thread is QThread(0x211ca103cb0)

原文的结构是：

AgentController类中有一个 SimulationEngine m_SimulationEngine类成员。 在AgentController类的构造函数中，

m_testThread = new QThread;
this->moveToThread(m_testThread);
m_testThread->start();

将这个类移动到新的线程中。 后续调用m_SimulationEngine成员函数的方法start，在这个方法中会调用m_SimulationEngine的成员变量QProcess mProcess; 使用mProcess.start创建一个新的进程。 这个时候会出现QObject: Cannot create children for a parent that is in a different thread. (Parent is QProcess(0xc56919faf0), parent’s thread is QThread(0x211c9dbdef0), current thread is QThread(0x211ca103cb0)的报错。

Qt对象只能从创建它们的线程访问。这被称为线程关联。

在这种情况下,从与其父对象生存在不同线程的线程中创建QObject(或它的子类)会发生该错误。

因为当前AgentController类移动到了一个新线程中，但是m_SimulationEngine的成员变量mProcess是在原本的主线程中。

解决方法：将m_SimulationEngine这个成员和AgentController类一起移动到新线程中。实现这点只需要将m_SimulationEngine改为指针变量，在创建m_SimulationEngine的对象时设置父类为AgentController即可，AgentController移动线程时，所有子对象也会一起转移。

但这个问题仍未结束，在下一点中继续。

扩展阅读：

关于线程安全、可重入、QObject的可重入：

1. Qt 可重入和线程安全的理解 - 一杯清酒邀明月 - 博客园 (cnblogs.com)
2. QThread、moveToThread用法详述_qthread movetothread_荆楚闲人的博客

复杂工作类的多线程问题

对于多线程的使用，一般情况下，如果只是希望把某个耗时的操作（函数）放入后台线程中运行，不影响主线程，那这个实现非常简单。特别是使用C++新特性，std::future和std::package_task等，非常简单。

但如果多线程是项目级别的，对很复杂的类进行多线程分配，这里的管理控制和生命周期维护就需要额外小心。

示例，这里项目核心控制类要移入一个独立的工作线程，与UI主线程分离。方式是在其构造函数将自己移入一个新线程中。

AgentController::AgentController()
    :  m_SimulationEngine(new SimulationEngine()) // 设置控制器为父类，后面movetoThread一起移动线程
    , pDDSManager(nullptr)
{
    // 线程池TODO
    m_testThread = new QThread;
    this->moveToThread(m_testThread);
}

问题1：构造的时候，其是在主线程中被构造的，包括递归构造其成员变量，也都是在主线程中，那它们默认都属于主线程。构造函数，控制类自己移入了新线程，但是内部成员变量还在主线程。需要：将复杂类内部所有依赖对象递归移入新线程。

好消息是，Qt的moveToThread支持将子对象递归移入新的线程，只要保证内部所有依赖都满足Qt对象树的组织方式即可（虽然这个假设不一定成立，不少对象可能是纯C++对象）。

问题2：目前新工作线程是在控制类内部，那就需要由控制类对其生命周期进行维护。考虑程序退出时析构对象。

AgentController::~AgentController()
{
    // 线程池TODO
    m_testThread->quit();
    m_testThread->wait();
    m_testThread->deleteLater();
}

假设控制器内部成员变量都使用Qt对象树维护自己的生命周期。那么析构的顺序就是，界面关闭->调用控制类的析构函数->逐个调用孩子成员变量的析构函数。但是对于控制类，其必须在退出前，在析构函数处理线程类的生命周期，退出线程。但是如果这个时候退出了线程，后续调用孩子的析构函数，孩子也都是依赖于工作线程的，但是工作线程已经退出了，那么就会导致崩溃。需要：独立于控制器以外进行线程生命周期的维护。

解决方案（目前）：逐个手动管理成员变量的线程和生命周期。

AgentController::AgentController()
    :  m_SimulationEngine(new SimulationEngine()) // 设置控制器为父类，后面movetoThread一起移动线程
    , pDDSManager(nullptr)
{
    // 线程池TODO
    m_testThread = new QThread;
    this->moveToThread(m_testThread);

    m_SimulationEngine->moveToThread(m_testThread);
    connect(m_testThread, &QThread::finished, m_SimulationEngine, &QObject::deleteLater);
    m_testThread->start();

    init();
}
AgentController::~AgentController()
{
    // 手动管理成员变量的生命周期
    m_SimulationEngine->deleteLater();

    // 线程池TODO
    m_testThread->quit();
    m_testThread->wait();
    m_testThread->deleteLater();
    //    int nId = (int)m_testThread->currentThreadId();
    //    m_testThread->killTimer(nId);
}