Qt物理场景多线程

Question

我有一个QGraphicsScene，里面有大约1000个QGraphicsItems，它们实际上是物理项。每一帧它们都会推进，检查碰撞并解决碰撞，除此之外还有其他操作。我真的很想将物理多线程化。

据我了解QGraphics类不是线程安全的，这意味着只能从主线程调用它们。这是否强制我使用信号/槽机制将最终的项属性（x，y，旋转）每一帧发送到主线程，然后使用主线程方法来实际更新QGraphicsItems？或者有更简单的方法吗？

以下仅为假设：我是否可以使用QtConcurrent在我的QGraphicsItems列表上运行一个方法？如果我在我的QGraphicsItem绘画方法中使用QMutex和我的物理方法中使用QMutex（会更改我的QGraphicsItem的属性），这样是否保证只有一个线程在任何时候读/写每个QGraphicsItem？

- Joel

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我读到了一些关于在连接信号/槽时使用QueuedConnection的内容。虽然我还没有尝试过或深入了解细节，但我认为这值得进一步研究。还有其他人有相关经验吗？ - aldo

我使用了Box2D的Delphi端口，并对其非常满意。为什么不尝试一下呢？如果您感兴趣，请访问此页面：http://labs.qt.nokia.com/2010/02/26/qt-box2d-is-easy/。 - menjaraz

Box2D看起来很有趣，但我没有看到它在任何地方是多线程的。 - Joel

QtConcurrent看起来很有趣。我已经有了我的QGraphicsItems列表，如果我可以使用QtConcurrent在每个项目上运行函数，那么物理将会很容易。我的理解是，如果2个线程尝试同时访问同一内存，这可能会导致问题。例如，当QtConcurrent正在修改QGraphicsItem时，它正在被绘制。因此，是否有任何方法可以在QtConcurrent运行时“暂停”场景的绘制？ - Joel

Answer 1

1. 如果我在我的QGraphicsItem的paint方法中使用QMutex，并在我的物理方法中使用QMutex（这将更改我的QGraphicsItem的属性），这样是否可以保证每次只有一个线程在任何时刻读取/写入每个QGraphicsItem？

   不，它不能。 QGraphicsItem 在绘制时被广泛使用，不仅调用paint方法。例如，看看这里。即使它可以工作，它也是丑陋的解决方案，因为显然，QGraphicsItem 不仅可用于绘画。

2. 这是否迫使我使用信号/槽机制将最终项目属性（x、y、旋转）每帧发送到主线程，然后使用主线程方法实际更新QGraphicsItems？还是有更简单的方法来做到这一点吗？

   是的，您必须将项目更改过程移动到主线程。您实际上有一些选择：

   • 使用信号/槽机制，如您所提到的。
   • 使用 meta-calls 和 QueuedConnection
   • 发送自定义事件。

   不要忘记，如果您想等待绘图完成，则可以使用 BlockingQueuedConnection。

   此外，您可以将所有这些内容与QtConcurent一起使用。

实际上，管理起来并不那么困难。相比手动确保线程安全，它更安全、更容易。更大的问题是，即使尝试在工作线程中仅使用const成员读取项目（例如），您可能仍然会失败。

由于QGraphicsItem不是线程安全的，即使只是读取也是不安全的。我在Qt中进行多线程应用程序开发的经验告诉我，如果有什么不好的事情可能发生，它就会发生。

- Lol4t0

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谢谢您的回答。有一个问题：如果我创建了一个继承自QGraphicsItem的类，并添加了一些自定义属性（颜色、速度等），我是否可以从另一个线程修改这些属性？只要确保每次只有一个线程在读/写每个属性，那么我就没问题了吗？ - Joel

@Joel，如果他们没有使用其他继承成员，你可以使用继承。但在这种情况下（_您的_包括QGraphicsItem作为成员），我建议使用聚合而不是继承，因为在这种情况下，这些属性服务于一些单独的目标，而不是实际上扩展QGraphicsItem。我个人认为，这将增加清晰度。 - Lol4t0

我不确定在我的情况下聚合会如何工作。只是为了明确，我想让我的类重新实现绘制方法。我不确定如果不继承QGraphicsItem该怎么做。 - Joel

@Joel，你可以继承自QGraphicsItem并创建一些结构体，这些结构体将与线程一起使用。 - Lol4t0