解决Qt多线程中fromRawData函数生成的QByteArray数据不一致问题
目录
- 🔔 问题背景
- 📄 问题代码
- ❓ 问题描述
- 🩺 问题分析
- ✔ 解决方案
🔔 问题背景
在开发一个使用Qt框架的多线程应用程序时,我们遇到了一个棘手的问题:在不同线程中打印同一个
QByteArray
对象的内容时,得到了不一致的结果。这个问题出现在一个设备通信类中,该类使用一个工作线程来读取设备数据,然后通过信号-槽机制将数据传递到主线程进行处理。
📄 问题代码
代码结构如下:
class DeviceManager : public QObject {
public:DeviceManager() : QObject() {m_worker = new Worker();m_workerThread = new QThread(this);m_worker->moveToThread(m_workerThread);connect(m_workerThread, &QThread::started, m_worker, &Worker::readDevice);connect(m_worker, &Worker::dataReady, this, &DeviceManager::processData);m_workerThread->start();}~DeviceManager() {m_hidWork->breakFlag = false;m_hidWorkThread->quit();m_hidWorkThread->wait();m_hidWorkThread->deleteLater();}private:void processData(QByteArray data) {qDebug() << "Main thread: " << data.toHex(' ');}class Worker;Worker *m_worker;QThread *m_workerThread;
};class DeviceManager::Worker : public QObject {Q_OBJECT
public:Worker(QObject *parent = nullptr) : QObject(parent) {}bool breakFlag = true;void readDevice() {auto buffer = new char[1024];while(breakFlag) {size_t size = 5;memset(buffer, 0, size)// 这里是模拟读取设备数据buffer = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05};QByteArray deviceData = QByteArray::fromRawData(reinterpret_cast<char*>(buffer), size);qDebug() << "Worker thread: " << deviceData.toHex(' ');emit dataReady(QByteArray(deviceData));}}signals:void dataReady(QByteArray data);
};
❓ 问题描述
在运行这段代码时,当主线程进行了一个UI阻塞操作的时候,我们观察会到工作线程和主线程中打印的QByteArray
内容不一致。例如:
Worker thread: 01 02 03 04 05
Main thread: 00 00 00 00 00
这显然不是我们期望的结果,因为两个线程应该打印相同的数据。
🩺 问题分析
经过仔细分析,我们发现问题的根源在于QByteArray::fromRawData()
的使用方式。这个函数创建了一个共享底层数据的QByteArray
,而不是复制数据。这意味着:
fromRawData()
创建的QByteArray
与原始缓冲区共享数据。- 当原始缓冲区被修改或释放时,
QByteArray
的内容可能变得无效。 - 在跨线程传递时,如果原始数据发生变化,接收线程可能会得到意外的结果。
✔ 解决方案
解决这个问题的关键是确保在发送信号时创建QByteArray
的完整副本。以下是修改后的Worker::readDevice()
方法:
void Worker::readDevice() {auto buffer = new char[1024];while(breakFlag) {size_t size = 5;memset(buffer, 0, size)// 这里是模拟读取设备数据buffer = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05};//QByteArray deviceData = QByteArray::fromRawData(reinterpret_cast<char*>(buffer), size);QByteArray deviceData((reinterpret_cast<char*>(buffer), size); // 创建数据的副本qDebug() << "Worker thread: " << deviceData.toHex(' ');emit dataReady(deviceData);}
}
这里的改动看似很小,但却解决了问题:
- 我们使用
QByteArray(const char *data, int size)
构造函数来创建QByteArray
。 - 这个构造函数会复制提供的数据,而不是共享它。
- 结果是一个独立的
QByteArray
对象,其内容不会受到原始缓冲区变化的影响。