Question

当我在Qt 5中创建QTimer对象并使用start()成员函数启动它时，创建了一个单独的线程来跟踪时间并调用timeout()函数定期？

例如，

QTimer *timer = new QTimer;
timer->start(10);
connect(timer,SIGNAL(timeout()),someObject,SLOT(someFunction()));

此处，程序如何知道timeout()何时发生？我认为它必须在一个单独的线程中运行，因为我不知道顺序程序如何跟踪时间并继续同时执行。但是，我无法在Qt文档或其他任何地方找到任何相关信息来确认这一点。

我已阅读the official documentation，而且有关StackOverflow的某些问题，例如this和this似乎非常相关，但我无法通过它们得到答案。

有人能解释QTimer对象的工作机制吗？

在进一步搜索时，我发现this answer按照Bill提到

事件由操作系统异步传递，这就是为什么看起来还有其他事情发生的原因。有，但不在您的计划中。

这是否意味着操作系统处理timeout()？是否有一些硬件能够跟踪时间并以适当的间隔发送中断？但如果是这种情况，由于许多计时器可以同时独立运行，每个计时器如何被单独跟踪？

机制是什么？

谢谢。

Answer 1

当我在Qt 5中创建QTimer对象时，使用start（）启动它成员函数，是一个创建的单独线程，用于跟踪 time并定期调用timeout（）函数？

没有;创建一个单独的线程将是昂贵的，并没有必要，所以这不是QTimer的实现方式。

这里，程序如何知道timeout（）何时发生？

QTimer :: start（）方法可以调用系统时间函数（例如gettimeofday()或类似函数）来查找（在几毫秒内）调用start（）的时间。然后，它可以添加10毫秒（或您指定的任何值），现在它有一条记录，指示何时应该发出timeout（）信号。

因此，有了这些信息，它会做些什么来确保这一点？

要知道的关键事实是QTimer超时信号发射仅在Qt程序在Qt的事件循环内执行时才有效。几乎每个Qt程序都会有这样的东西，通常在它的main（）函数的底部附近：

QApplication app(argc, argv);
[...]
app.exec();

请注意，在典型的应用程序中，几乎所有应用程序的时间都将花在exec（）调用中;也就是说，在应用程序退出之前，app.exec（）调用将不会返回。

那么在程序运行时，exec（）调用内部会发生什么？有了像Qt这样的大型复杂库，它必然会变得复杂，但是说它正在运行一个概念性的事件循环并不是太简单：

 while(1)
 {
     SleepUntilThereIsSomethingToDo();  // not a real function name!
     DoTheThingsThatNeedDoingNow();     // this is also a name I made up
     if (timeToQuit) break;
 }

因此，当您的应用程序处于空闲状态时，该进程将在SleepUntilThereIsSomethingToDo（）调用内进入休眠状态，但只要事件到达需要处理（例如用户移动鼠标，或按键，或数据到达）在套接字或其它方面），SleepUntilThereIsSomethingToDo（）将返回，然后将执行响应该事件的代码，从而产生适当的操作，例如小部件更新或调用timeout（）信号。

那么SleepUntilThereIsSomethingToDo（）如何知道何时醒来并返回？这将根据您运行的操作系统而有很大差异，因为不同的操作系统具有不同的API来处理此类事情，但实现此类功能的经典UNIX-y方式将是POSIX select()调用：

int select(int nfds, 
           fd_set *readfds, 
           fd_set *writefds,
           fd_set *exceptfds, 
           struct timeval *timeout);

请注意，select（）接受三个不同的fd_set参数，每个参数都可以指定多个文件描述符;通过将适当的fd_set对象传递给那些参数，可以使select（）在您需要监视的一组文件描述符中的任何一个上唤醒I / O操作，以便程序可以处理I / O没有延迟。然而，对我们来说有趣的部分是最终参数，这是一个超时参数。特别是，你可以传入一个struct timeval对象来说明select（）：“如果在这么多微秒之后没有发生I / O事件，那么你应该放弃并返回”。< / p>

结果证明非常有用，因为通过使用该参数，SleepUntilThereIsSomethingToDo（）函数可以执行类似这样的操作（伪代码）：

void SleepUntilThereIsSomethingToDo()
{
   struct timeval now = gettimeofday();  // get the current time
   struct timeval nextQTimerTime = [...];  // time at which we want to emit a timeout() signal, as was calculated earlier inside QTimer::start()
   struct timeval maxSleepTimeInterval = (nextQTimerTime-now);
   select([...], &maxSleepTimeInterval);  // sleep until the appointed time (or until I/O arrives, whichever comes first)
}

void DoTheThingsThatNeedDoingNow()
{
   // Is it time to emit the timeout() signal yet?
   struct timeval now = gettimeofday();
   if (now >= nextQTimerTime) emit timeout();

   [... do any other stuff that might need doing as well ...]
}

希望这是有道理的，你可以看到事件循环如何使用select（）的超时参数来允许它唤醒并在（大约）你之前计算的时间发出timeout（）信号叫做start（）。

如果应用程序同时激活了多个QTimer，那就没问题了;在这种情况下，SleepUntilThereIsSomethingToDo（）只需迭代所有活动的QTimers以找到具有最小next-time-time戳的那个，并且仅使用该最小时间戳来计算select（）的最大时间间隔应该被允许睡觉。然后在select（）返回后，DoTheThingsThatNeedDoingNow（）也会迭代活动计时器，并仅为那些下一个超时时间戳不大于当前时间的人发出超时信号。事件循环重复（根据需要快速或缓慢）以提供多线程行为的外观而不需要实际需要多个线程。

Answer 2

查看documentation about timers和source code of QTimer and QObject，我们可以看到计时器正在分配给对象的线程/事件循环中运行。来自doc：

要使main queue起作用，您的应用程序中必须有一个事件循环;也就是说，你必须在某处调用QTimer。定时器事件仅在事件循环运行时传递。

在多线程应用程序中，您可以在具有事件循环的任何线程中使用QCoreApplication::exec()。要从非GUI线程启动事件循环，请使用QTimer。 Qt使用计时器的线程亲和性来确定哪个线程将发出QThread::exec()信号。因此，您必须在其线程中启动和停止计时器;无法从另一个线程启动计时器。

在内部，timeout()只需使用QTimer方法在一定时间后开火。这个本身以某种方式告诉它运行的线程在经过一段时间后才会触发。

因此，只要您不阻止事件队列，您的程序就可以持续良好地运行并跟踪计时器。如果您担心计时器不是100％准确，请尝试将长时间运行的回调移出其自己的线程中的事件队列，或者为计时器使用不同的事件队列。

Answer 3

QTimer对象将其自身注册到EventDispatcher（QAbstractEventDispatcher）中，该事件将在每次特定的已注册QTimer超时时负责发送QTimerEvent类型的事件。例如，在GNU / Linux上，有一个名为QEventDispatcherUNIXPrivate的QAbstractEventDispatcher的私有实现，该实现在考虑当前平台api的情况下进行计算。 QTimerEvent从QEventDispatcherUNIXPrivate发送到QTimer对象所属的同一线程（即已创建）的事件循环的队列中。

QEventDispatcherUNIXPrivate不会由于某个OS系统事件或时钟而触发QTimerEvent，而是因为当QTimer也驻留在其中的线程事件循环调用processEvents时，它会定期检查超时。 Se在这里：https://code.woboq.org/qt5/qtbase/src/corelib/kernel/qeventdispatcher_unix.cpp.html#_ZN27QEventDispatcherUNIXPrivateC1Ev

QTimer对象是否在单独的线程中运行？它的机制是什么？

3 个答案: