如何使Qt 平台中的GUI保持响应流畅?一般来说耗时较长的操作,分为计算密集型操作和IO密集型操作,对于这两类操作如何提高响应速度。

而从操作的本质上来说,操作又可分为不可分解操作,如在第三方库中耗时较长的操作,以及可分解操作,其中可分解操作又可细分为串行操作和可并行操作,如何针对这几类操作来提高响应速度呢?

如何将异步的操作,如网络库中异步的读取数据方法,变成同步的操作?

此外对于多线程,普遍的看法是可以提供程序的运行速度,其实不然,不正确地使用线程常常会使程序变慢,那么在QT中是否可以通过多线程以外的方法来提高响应速度呢?本文给你解决。

首先什么是对GUI的响应?答:GUI的响应就是系统对于GUI事件的处理速度。

由于系统处理事件需要一定的时间,所以一般窗口系统都会提供一个事件队列来存储事件。如果把每个事件处理看成一个任务的话,那么事件处理就类似于操作系统对于任务按照优先级进行处理,使得每个任务的平均等待时间最小。那么就可以借鉴一下操作系统中的方法,比如:

分级,让较长的任务延后执行。

分时,对于较长的任务,让其执行一段时间后暂停,然后再执行。

减少每个任务运行的耗时,当然这是最基本的方法。

先看第一个分级,当一个事件处理程序知道自己将执行耗时很长的操作时,可以调用QCoreApplication::processEvents() 方法,等待消息队列中的方法都执行完再执行。当然这是一个最基本的方法,只适用与简单的情况,如果事件队列中的另一程序也调用了该方法则会出现死锁。

再看分时,它适用于可分解的操作(包括串行操作和并行操作),只需记录当前任务的执行情况,然后可以再次执行。它的使用流程如下:

  1. Function EventHandler()
  2. {
  3. //开始计时
  4. While(执行时间 < 用户可接受的响应时间)
  5. {
  6. //执行操作: }
  7. //注册系统空闲事件以继续处理
  8. }

QT中注册系统空闲事件的方法可以通过QTimer::singleShot(0, this, SLOT(calculate()));将系统空闲信号注册到自己的槽中。或者使用QMetaObject::invokeMethod(this, "calculate", Qt::QueuedConnection);方法,通过invokeMethod异步的执行某个方法。

最后重点看一下如何减少响应的时间,对于数据密集型操作,推荐使用ThreadPool来管理,减少线程上下文切换的时间;而对于IO密集型操作,则自己管理一个thread来实现,而这也是我认为thread最应该使用的情景,即让CPU和外设都处于满负荷运转状态,减少总的操作时间。

对于并行操作响应时间的减少,在QT中引入了Qt Concurrent的概念,采用Map/Reduce的方式,具体可以参考QT中的Concurrent Programming节。

最后再解答下如何在QT中将异步操作改成同步操作的方法,这个就属于QT special的内容,一般的读者可以跳过。

具体的代码如下所示:

  1. QNetworkAccessManager manager;
  2. QEventLoop q;
  3. QTimer tT;
  4. tT.setSingleShot(true);
  5. connect(&tT, SIGNAL(timeout()), &q, SLOT(quit()));
  6. connect(&manager, SIGNAL(finished(QNetworkReply*)),
  7. &q, SLOT(quit()));
  8. QNetworkReply *reply = manager.get(QNetworkRequest(QUrl("http://www.qtcentre.org")));
  9. tT.start(5000); // 5s timeout
  10. q.exec();
  11. if(tT.isActive()){
  12. // download complete
  13. tT.stop();
  14. } else {
  15. // timeout
  16. }

其中主要利用了QEventLoop类,它将创建一个本地的Event loop,然后block,直到接受到finished信号,或者timeout超时信号后才退出,而事件循环则不会被block。