Qt串行端口的C ++线程模式

Question

我的目的是在不阻塞主线程（GUI）的情况下从串行设备接收消息，并尝试将与平台相关的逻辑（GUI和串行端口）与业务逻辑（处理消息）分开，以便于移植到其他平台

上下文：我正在使用Qt和QtSerialPort模块。 消息协议很简单，0xff用于结束每个消息。

到目前为止，我已经找到了4种解决方案：

方法1：

1. 使用一个线程读取串行端口并填充缓冲区

2. 使用另一个线程读取缓冲区，提取有效消息（到另一个缓冲区中？不确定如何工作）

3. 使用另一个线程来解析消息

方法2：

1. 使用一个线程读取串行端口，并将有效消息提取到缓冲区中

2. 使用另一个线程来解析消息

方法3：

1. 使用一个线程读取串行端口，提取有效消息，然后阻塞直到该消息被处理为止，利用QtSerialPort的内部读取缓冲区来缓冲传入的数据

方法4：

1. 使用主线程异步读取串行端口，提取一条有效消息，并为每条消息生成一个新线程来处理它们

方法1,2和3的区别在于，一般工作负载被划分为多个线程，尽管我不知道哪个是最好的。

我当前正在使用方法4，由于产生了大量线程，并且每次我移动或与GUI交互时，串行通信都会停止，方法4效率极低，并且在低端计算机上无法很好地工作。 为每条消息生成一个线程也会使消息的顺序不确定，这到目前为止并不是一个主要问题。

是否还有其他方法，每种方法各有利弊（如果有），哪种方法最好？ 谢谢！

编辑：在主线程中处理消息的一个问题是与GUI交互（甚至移动窗口）将阻止消息处理功能。 有没有办法解决？

Answer 1

我认为使用多线程可以获得两个主要优点：

1. 避免由于GUI处理例程被串行端口处理例程拖延而导致不良的GUI性能
2. （也许更重要）当GUI例程使串行数据读取例程拖延太长时间时，请避免由于缓冲区溢出而导致串行数据丢失。

您只需要产生一个线程即可。 只是让线程从串行端口中读取数据（通过将QSerialPort的readyRead（）信号连接到调用QSerialPort对象上的read（）的插槽），然后在任何时候发出信号（带有QByteArray参数）。想要将一些串行数据发送到GUI。 您的main / GUI线程可以通过QueuedConnection接收数据，而QueuedConnection不会阻塞串行线程或main / GUI线程。

这几乎就是全部了。 唯一需要担心的是干净的关机。 确保与QThread的quit（）插槽建立另一个跨线程信号/插槽连接，以便在需要退出时，可以发出该信号，然后在QThread上调用wait（）以等待它通过以下方式响应远。 一旦wait（）返回，您就可以安全地删除QThread对象。

Answer 2

您只需要依靠Qt事件循环就可以完全避免使用其他线程（到目前为止，只有当串行端口实际接收到一条消息时，主线程（还要处理GUI的主线程才被阻塞）。

否则，如果您想在专用线程中完全处理串行端口，那么解决方案是实现一个从QThread派生的类，然后用类似以下的方法覆盖run()函数：

void MyClass::run()
{
     QSerialPort port;

     // ... serial port initialization here

     // Connect signals/slots
     connect(&port, SIGNAL(readyRead()), this, SLOT(readData()));

     port.open();

     // Start a new message loop on this thread
     exec();
}

其中readData是在MyClass实现的用于处理接收到的数据的函数。 由于port由新线程拥有（在run()创建），因此它的事件将由线程本身处理（相对于主线程完全独​​立）。

如果您想在某个时候与主线程进行通讯（例如：您在串行上收到了某些内容，这可能会导致GUI发生更改），那么您仍然可以使用Qt的信号/插槽。 只需在MyClass上实现一个信号，然后在由主线程处理的对象上实现一个插槽即可（例如：您的主窗体）：然后只需将MyClass的信号与您的主窗体上的插槽连接起来就可以完成：signals / slots为Qt中跨线程通信解决方案。

Answer 3

您还可以避免使用任何（其他）线程，并利用Qt 事件循环 。 了解事件 ， QioDevice ； 然后Qt会将您的设备文件描述符传递到其多路复用循环（例如，传递给poll（2） ....）； QSocketNotifier可能应该在非套接字文件描述符（如串行设备）上运行（在Posix上）。

详细信息可能是特定于操作系统的