Qt 多线程之QtConcurrent::map（处理序列容器）

QtConcurrent::map()、QtConcurrent::mapped() 和 QtConcurrent::mappedReduced() 函数对一个序列中（例如：QList、QVector）的项目并行地进行计算。

1、map函数

map函数的功能是在其他线程运行指定的函数，map函数有两个参数

第一个是集合

第二个参数是一个函数。它的作用就是同时用第二个参数来计算第一个参数中的每一个元素，且结果直接覆盖到元素中，如果是成员函数，那要静态成员函数才能运行

//静态函数
void Widget::Func(QPushButton * & btn)
{
    QTime time = QTime::currentTime();
    qsrand(time.msec() + time.second()*1000);
    btn->setText(QString("按钮_%1").arg(qrand() % 20));
    qDebug()<<"thread ID"<<QThread::currentThreadId();
}
 
void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QList<QPushButton*> list = this->findChildren<QPushButton*>();
    QFuture<void> f = QtConcurrent::map(list,&Widget::Func); //map函数 不能运行非静态成员函数
    f.waitForFinished();
}

结果：

2、mapped函数

mapped函数的作用和map类似，只是把计算结果放到了新的容器中

例子1：

int func2(int a)
{
    return a + 1;
}
 
void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QList<int> alist;
    alist<<1<<3<<5<<7<<9;
 
    QFuture<int> f = QtConcurrent::mapped(alist,func2); //QFuture的类型为int
    f.waitForFinished();
    qDebug()<<"alist"<<alist;
    QList<int> newlist = f.results();
    qDebug()<<"newlist"<<newlist;
}

结果：

例子2：

QPushButton* Widget::Func2(QPushButton * btn)
{
    QThread::msleep(200);
    QTime time = QTime::currentTime();
    qsrand(time.msec() + time.second()*1000);
    btn->setText(QString("按钮_%1").arg(qrand() % 20));
    qDebug()<<"thread ID"<<QThread::currentThreadId();
    return btn;
}
 
void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QList<QPushButton*> list = this->findChildren<QPushButton*>();
    QFuture<QPushButton*> f2 = QtConcurrent::mapped(list,&Widget::Func2);
    f2.waitForFinished();
}

结果：

关于mapped，官方有个：Image Scaling Example例子，通过一次性加载多张图片，分别转成100*100的缩略图显示在界面来演示mapped的使用。

//图片转换成100*100的图片
QImage scale(const QString &imageFileName)
{
    QImage image(imageFileName);
    QThread::msleep(500);
    return image.scaled(QSize(imageSize, imageSize), Qt::IgnoreAspectRatio, Qt::SmoothTransformation);
}
 
QFutureWatcher imageScaling = new QFutureWatcher<QImage>(this);
connect(imageScaling, &QFutureWatcherBase::resultReadyAt, this, &Images::showImage);
connect(imageScaling, &QFutureWatcherBase::finished, this, &Images::finished);
 
QStringList files;//图片地址
imageScaling->setFuture(QtConcurrent::mapped(files, scale));
 
connect(pauseButton, &QAbstractButton::clicked, imageScaling, &QFutureWatcherBase::togglePaused);//暂停/恢复操作

QFutureWatcherBase::togglePaused    暂停/继续操作

QFutureWatcherBase::resultReadyAt    读取到一个结果

可以用这些信号来设置处理的进度条

用这些信号设置进度条官方正好有个叫：QtConcurrent Progress Dialog Example的简单例子：

void spin(int &iteration)
{
    volatile int v = 0;
    for (int j = 0; j < 400000000; ++j)
        ++v;
    qDebug() << "处理值" << iteration << "的线程：" << QThread::currentThreadId();
}
 
int main(int argc, char **argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
 
    QVector<int> vector;
    for (int i = 0; i < 20; ++i)
        vector.append(i);
 
    QProgressDialog dialog;
    dialog.setLabelText(QString("正在使用 %1 个线程...").arg(QThread::idealThreadCount()));
 
    QFutureWatcher<void> futureWatcher;
    QObject::connect(&futureWatcher, &QFutureWatcherBase::finished, &dialog, &QProgressDialog::reset);
    QObject::connect(&dialog, &QProgressDialog::canceled, &futureWatcher, &QFutureWatcherBase::cancel);
    QObject::connect(&futureWatcher, &QFutureWatcherBase::progressRangeChanged, &dialog, &QProgressDialog::setRange);
    QObject::connect(&futureWatcher, &QFutureWatcherBase::progressValueChanged, &dialog, &QProgressDialog::setValue);
 
    futureWatcher.setFuture(QtConcurrent::map(vector, spin));
    dialog.exec();
    futureWatcher.waitForFinished();
    qDebug() << "Canceled?" << futureWatcher.future().isCanceled();
}

3、mappedReduced函数

mappedReduced函数比mapped多一个参数，这个参数也是个函数。作用就是将mapped出来的结果再计算最终得出一个值。

int func3(int a)
{
    return a + 1;
}
 
void sum(int& result, const int& b)
{
    result += b;
}
 
void Widget::on_pushButton_clicked()
{
    QList<int> alist;
    alist<<1<<3<<5<<7<<9;
 
    QFuture<int> result = QtConcurrent::mappedReduced(alist,func3,sum);
    result.waitForFinished();
    qDebug()<<result.result();
}

alist中的一个值执行完func3马上执行sum，而不是alist中所有之都执行完才执行sum。

结果：

关于mappedReduced，官方的demo中有个叫做QtConcurrent Word Count Example的例子通过单线程/多线程统计文件夹中单词个数来演示mappedReduced的使用。

//遍历文件夹，返回文件夹内所有文件名
QStringList findFiles(const QString &startDir, QStringList filters)
{
    QStringList names;
    QDir dir(startDir);
 
    foreach (QString file, dir.entryList(filters, QDir::Files))
        names += startDir + "/" + file;
 
    foreach (QString subdir, dir.entryList(QDir::AllDirs | QDir::NoDotAndDotDot))
        names += findFiles(startDir + "/" + subdir, filters);
    return names;
}
 
//单线程计算此文件列表中每个文件的单词个数：<文件名，单词个数>
QMap<QString, int> singleThreadedWordCount(QStringList & files)
{
    QMap<QString, int> wordCount;
    QString word;
    foreach (QString file, files)
    {
        QFile f(file);
        f.open(QIODevice::ReadOnly);
        QTextStream textStream(&f);
        while (textStream.atEnd() == false)
            foreach(word, textStream.readLine().split(" "))
                wordCount[word] += 1;
    }
    return wordCount;
}
 
//计算一个文件中单词数
QMap<QString, int> countWords(const QString &file)
{
    QFile f(file);
    f.open(QIODevice::ReadOnly);
    QTextStream textStream(&f);
    QMap<QString, int> wordCount;
 
    while (textStream.atEnd() == false)
        foreach (QString word, textStream.readLine().split(" "))
            wordCount[word] += 1;
 
    return wordCount;
}
 
void reduce(QMap<QString, int> &result, const QMap<QString, int> &w)
{
    QMapIterator<QString, int> it(w);
    while (it.hasNext())
    {
        it.next();
        result[it.key()] += it.value();
    }
}

int main(int argc, char** argv)
{
    QApplication app(argc, argv);
    qDebug() << "正在查找文件...";
    QStringList files = findFiles("../../",
                                  QStringList() << "*.cpp" << "*.h");//查找此格式的文件
    QTime time;
    time.start();
    QMap<QString, int> total = singleThreadedWordCount(files);
 
    int singleThreadTime = 0;
    {
        QTime time;
        time.start();
        QMap<QString, int> total = singleThreadedWordCount(files);
        singleThreadTime = time.elapsed();
        qDebug() << "单线程统计这些文件单词数所需时间：" << singleThreadTime;
    }
 
    int mapReduceTime = 0;
    {
        QTime time;
        time.start();
        QMap<QString, int> total = mappedReduced(files, countWords, reduce);
        mapReduceTime = time.elapsed();
        qDebug() << "MapReduce" << mapReduceTime;
    }
    qDebug() << "速度提升倍数：" << ((double)singleThreadTime - (double)mapReduceTime) / (double)mapReduceTime + 1;
}

QMap<QString, int> total = mappedReduced(files, countWords, reduce);

这句在多线程里对文件列表中的每个文件执行统计单词操作（执行countWords），然后把统计结果存到QMap中（执行reduce）

打印reduce()中的result的地址可以发现result一直是同一个，猜测：这个QMap<QString, int> &result是mappedReduced申请的，执行reduce时候把数据都保存到这个result里，执行完mappedReduced了就返回值