使用QThreads处理QImage

Question

以下情景：我有多个视频流，这些流是从OpenCV获取的，并通过实现QQuickImageProvider将其显示在我的QML GUI中。如果图像发生变化，会发出信号，导致GUI中的图像调用提供程序的requestImage(...)函数。我对QImage的底层实现和特别是如果我将requestImage(...)中的其中一个图像传递给GUI所发生的情况并不了解，但是QImage的共享内存原则表明，当我的OpenCV线程更新正在被读取/传递/等待GUI时，可能会出现问题。这正确吗？

我计划采取的方法是向提供程序添加一个QMutex，在图像更新和请求期间都进行锁定，并在请求函数中将所请求的图像复制到新的QImage中，并在其上调用“bits()”函数，这显然应该导致深度复制，然后释放互斥体。这样做有意义吗？而且必要吗？

谢谢

- bluewater2

Answer 1

阅读Qt文档，了解隐式共享如何在线程中工作。基本上，隐式共享是通过原子计数器强制执行的，但仍需要提供线程安全。

我现在计划采取的方法是将 QMutex 添加到提供程序中，在图像更新和请求期间都会锁定它，并在请求功能中将所请求的图像复制到新的 QImage 中并调用其 "bits()" 函数，这显然应该导致深度复制，然后解锁互斥体。这样做有意义吗？这是必要的吗？

文档表示这样做是有意义的，也应该这样做，除了不需要对 QImage 进行深度复制外。基本上，这对于 getter 应该足够了。

QImage getImage() 
{
  m_mutex.lock();
  QImage img(m_image);
  m_mutex.unlock();
  return img;
}

你可以使用QMutexLocker来更好地实现它。

- UmNyobe

Answer 2

QImage是一个具有隐式共享（写时复制）特性的类之一。因此，不需要手动复制QImage并进行锁定；只需调用其拷贝构造函数即可。这个拷贝是浅拷贝的，但当你的线程尝试更新它时，它会自动执行深拷贝。

另外，为什么你不直接在信号中传递QImage呢？

- Siyuan Ren

---

他正在使用“拉取”方法，而传递图像将是“推送”。 - UmNyobe

因此，没有必要手动锁定QImage进行复制。QT文档提供了不同的建议 - 实际上，如果在函数中没有添加线程安全性，可能会导致崩溃。 - bluewater2

@bluewater2：文档明确表示隐式共享和多线程是兼容的。你所接受答案中的锁定实际上是不必要的开销。对于“共享实例的线程安全性不能保证”，这意味着您不能在多个线程中操作指向同一QImage的指针或引用。我不知道您为什么会出现分段错误，但我以前使用过这种方法，并且应用程序验证器根本没有发现任何内存问题。 - Siyuan Ren

@bluewater2：但是如果您采用Qt文档提倡的方法（通过信号传递QImage），则不需要进行锁定。使用信号和槽来处理多线程比手动同步更容易、更安全，而且不容易出现死锁或饥饿等问题。锁定的另一个问题是由锁定保护的区域可能会运行很长时间，阻塞其他所有线程。信号和槽没有这样的问题，因为锁定队列所花费的时间是有限的。 - Siyuan Ren

@C.R. 我本来确实会使用信号的方式，但是我找不到一种方法来在我的 QML 图形用户界面中显示传递的 QImage，而不编写一个新的类来实现这个目的，这似乎比好处带来了太多的编程开销。 - bluewater2