【探究】信号槽到底能不能有返回值?

【探究】信号槽到底能不能有返回值?

前言

Qt信号槽到底可不可以有返回值呢?问了下身边的同事,有的人说可以,有的人说不可以。在实际项目中,确实没看到过有人使用带返回值的信号槽,可以说存在感很低。平时大家工作也比较忙,所以也没有时间去较真信号槽到底能不能有返回值。今天就一起带大家较真一下,看一看信号槽能否有返回值。如果可以有返回值,那么又有哪些限制导致大家都不用它呢?

提示:本文代码略多,但是都很简单,请耐心阅读。

上代码

新建一个Qt Widgets Application,在Qt为我们生成的主窗口.h文件中,添加信号槽的声明,分别是

  • 信号QString sigCurrentTime(),用于获取当前时间的信号
  • 槽QString slotCurrentTime(),用于获取当前时间的槽

完整代码如下:

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>
namespace Ui { class MainWindow; }class MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();signals:// 用于获取当前时间的信号QString sigCurrentTime();private slots:// 用于获取当前时间的槽QString slotCurrentTime();private:Ui::MainWindow *ui;
};#endif // MAINWINDOW_H

在.cpp文件中,建立信号槽连接,实现槽函数,发送信号并打印返回值。完整代码如下:

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDateTime>
#include <QDebug>MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);connect(this, SIGNAL(sigCurrentTime()), this, SLOT(slotCurrentTime()));qDebug() << "Current Time:" << sigCurrentTime();
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}QString MainWindow::slotCurrentTime()
{return QDateTime::currentDateTime().toString("yyyyMMdd hh:mm:ss");
}

代码很简单,运行结果如下:
请添加图片描述

答案很明确:信号槽可以有返回值。 即槽的返回值会传递给信号,作为信号的返回值返回。
得出上述结论只是第一步。

下面开始我们的第二问:
是否所有情况下,信号槽返回值都可以正常工作呢?

不同机制下的运行情况

在确保信号槽正常连接,并能够成功发送接收的前提下,影响信号槽工作的因素就只有在connect信号槽时指定的、信号槽的连接方式。
我们知道信号槽的连接方式有以下几种:

  • AutoConnection,
  • DirectConnection,
  • QueuedConnection,
  • BlockingQueuedConnection,
  • UniqueConnection

严格来说,最后一个UniqueConnection是用来保证信号槽一对一连接的,从实现机制上并不算是一种连接方式。所以我们依次测试前四种连接方式,得到了不同的结果。

  • AutoConnection

默认连接方式,输出和前面的输出相同。
请添加图片描述

  • DirectConnection

即代码改成:

connect(this, SIGNAL(sigCurrentTime()), this, SLOT(slotCurrentTime()), Qt::DirectConnection);

此种为直接连接方式,相当于函数调用,输出结果为
请添加图片描述
可以看到,返回值可以正常返回。

  • QueuedConnection

即代码改成:

connect(this, SIGNAL(sigCurrentTime()), this, SLOT(slotCurrentTime()), Qt::QueuedConnection);

此种为异步消息方式连接,用于将消息发向具有消息循环的线程,以消息的方式传递信号,信号槽既可以在同一个线程,也可以在不同的线程。这里在主线程进行了测试,输出结果为
请添加图片描述
线程间信号槽返回值测试结果相同。可以看到异步消息方式,信号槽返回值无法工作。

  • BlockingQueuedConnection

此种方式用于多线程环境下,一个线程向另外一个线程发送信号,并阻塞等待槽执行完成。
下面是多线程的测试代码,添加了一个新的QObject子类:ObjectInSubThread,用于在子线程中运行。代码如下(想要直接看结果的同学可直接跳过):

ObjectInSubThread.h头文件

#ifndef OBJECTINSUBTHREAD_H
#define OBJECTINSUBTHREAD_H#include <QObject>class ObjectInSubThread : public QObject
{Q_OBJECT
public:explicit ObjectInSubThread(QObject *parent = nullptr);private slots:// 用于获取当前时间的槽QString slotCurrentTime();
};#endif // OBJECTINSUBTHREAD_H

ObjectInSubThread.cpp实现文件

#include "ObjectInSubThread.h"
#include <QDateTime>ObjectInSubThread::ObjectInSubThread(QObject *parent) : QObject(parent)
{}QString ObjectInSubThread::slotCurrentTime()
{return QDateTime::currentDateTime().toString("yyyyMMdd hh:mm:ss");
}

同时修改mainwindow类的代码:

mainwindow.h

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>
#include "ObjectInSubThread.h"
#include <QThread>namespace Ui { class MainWindow; }class MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();signals:// 用于获取当前时间的信号QString sigCurrentTime();
private:Ui::MainWindow *ui;ObjectInSubThread *m_obj_in_subthread; /* 子线程中的对象 */QThread m_sub_thread; /* 子线程 */
};
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDateTime>
#include <QDebug>MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow), m_obj_in_subthread(0)
{ui->setupUi(this);// 创建子线程对象m_obj_in_subthread = new ObjectInSubThread;// 移动到子线程中m_obj_in_subthread->moveToThread(&m_sub_thread);// 启动子线程消息循环m_sub_thread.start();// 建立信号槽连接connect(this, SIGNAL(sigCurrentTime()), m_obj_in_subthread, SLOT(slotCurrentTime()), Qt::BlockingQueuedConnection);qDebug() << "Current Time:" << sigCurrentTime();
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;m_sub_thread.quit();m_sub_thread.wait();if (m_obj_in_subthread) delete m_obj_in_subthread;
}

输出结果:
请添加图片描述
表明信号槽返回值功能可以正常工作。

综上所述:

从不同的信号槽连接机制的角度看,不管是在多线程还是单线程,只要是异步非阻塞方式连接的信号槽,都无法获取返回值;只要是同步阻塞方式连接的信号槽,都可以获取返回值。
原理上也比较容易理解。非阻塞方式连接的信号槽,信号返回时,槽还没有返回,如何将返回值传递回去呢,逻辑上是行不通的。只有在同步阻塞的情况下,由响应槽先返回,将返回值传递给信号以后,信号再返回,这样便实现了信号槽的返回值功能。

不同使用方式下的运行情况

上面讲解了不同连接机制下的运行情况。在实际使用时,也有一些情况需要考虑。
比如,一个带返回值的信号,连接到多个带相同类型返回值的槽,最后的返回值是什么?
新建Qt Widgets Application测试,下面是测试代码:

mainwindow.h文件

#ifndef MAINWINDOW_H
#define MAINWINDOW_H#include <QMainWindow>namespace Ui { class MainWindow; }class MainWindow : public QMainWindow
{Q_OBJECTpublic:MainWindow(QWidget *parent = nullptr);~MainWindow();signals:// 用于获取当前时间的信号QString sigCurrentTime();private slots:// 用于获取当前时间的槽QString slotCurrentTime1();// 用于获取当前时间的槽QString slotCurrentTime2();private:Ui::MainWindow *ui;
};
#endif // MAINWINDOW_H

mainwindow.cpp文件

#include "mainwindow.h"
#include "ui_mainwindow.h"
#include <QDateTime>
#include <QDebug>MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);// sigCurrentTime分别连接到槽slotCurrentTime1()和槽slotCurrentTime2()connect(this, SIGNAL(sigCurrentTime()), this, SLOT(slotCurrentTime1()));connect(this, SIGNAL(sigCurrentTime()), this, SLOT(slotCurrentTime2()));qDebug() << "Current Time:" << sigCurrentTime();
}MainWindow::~MainWindow()
{delete ui;
}QString MainWindow::slotCurrentTime1()
{return QDateTime::currentDateTime().toString("yyyyMMdd hh:mm:ss") + " slotCurrentTime1";
}QString MainWindow::slotCurrentTime2()
{return QDateTime::currentDateTime().toString("yyyyMMdd hh:mm:ss") + " slotCurrentTime2";
}

如上所示,信号sigCurrentTime分别连接到了槽slotCurrentTime1()和槽slotCurrentTime2()。
输出结果为:
请添加图片描述
可见,最后输出结果只有一个,另外一个结果丢失或被覆盖,这是符合逻辑的,因为返回值只能有一个,最后的结果会覆盖前面的结果。

结语

本文从实现机制角度、应用场景角度对信号槽返回值功能进行了实验和分析,基本涵盖了工作中的各种使用情形,弄清楚了在不同的情况下,信号槽返回值功能的表现情况。一句话总结就是:

只有同步阻塞连接时才能使用信号槽返回值,且不管有几个槽只能有一个返回值。

正是因为信号槽返回值限制太多,所以才几乎没有人使用。但是我们的研究没有白费,通过研究的过程也加深了我们对信号槽机制的理解。

关于信号槽,有太多话题可以聊,后面会推出更多相关文章,敬请关注!


本文由公众号“Qt未来工程师”原创首发。

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