QT 多线程中使用QCanBusDevice进行PCAN通讯时，无法正常发出数据
前言
我一开始的代码逻辑是，PCAN开启、关闭、发送、接收这些功能整合在一个工具类中，这个工具类的对象是在主线程创建的，然后我有一个要循环定时发送的功能是独立的一个线程，我在这个线程调用发送函数时，虽然返回的都是true，但是抓报文后却发现没有发出来。
出错代码结构（模拟）
/* 打开PCAN函数 */
void MainWindow::on_btn_open_clicked()
{
...
m_canDevice=QCanBus::instance()->createDevice(...);
/* PCAN启动成功执行 */
if (m_canDevice)
{
...
canOpened = true; /* PCAN开启标志位 */
/* 创建定时循环发送线程 */
QFuture<void> thread = QtConcurrent::run(this, thread_send_data);
}
}
/* 定时循环发送函数 */
void MainWindow::thread_send_data()
{
while (canOpened)
{
send_data(); /* 直接调用发送函数 */
QThread::msleep(1000); /* 定时1秒发送一次 */
}
}
/* 发送函数，由于是Demo，所以是写死的 */
void MainWindow::send_data()
{
QCanBusFrame frame;
QByteArray data;
data.resize(8);
data[0]= 0x70;
data[1]= 0xFF;
data[2]= 0xFF;
data[3]= 0xFF;
data[4]= 0xFF;
data[5]= 0xFF;
data[6]= 0xFF;
data[7]= 0xFF;
quint32 ID = 0x18510004;
frame.setFrameType(QCanBusFrame::DataFrame);
frame.setExtendedFrameFormat(ID > 0x7FF ? true : false); /* 是否为扩展帧 */
frame.setTimeStamp(QDateTime::currentMSecsSinceEpoch());
frame.setFrameId(ID);
frame.setPayload(data);
/* m_canDevice是主线程中创建的QCanBusDevice对象 */
if (m_canDevice->writeFrame(frame))
{
qDebug()<<"发送成功";
return;
}
qDebug()<<"发送失败";
}
原因
在QT编辑器的控制台中，出现了以下错误提示：
QObject::startTimer: Timers cannot be started from another thread
可以明显看出，它说定时器不能在其他线程开启，说明发送函数的底层用到了定时器，且需要将发送函数在对象的同一线程中执行。
我之前是直接调用的，因为QCanBusDevice对象是在主线程中创建的，所以在其他线程中用这个对象的发送函数就出错了，这里就可以使用信号与槽机制，把发送这个步骤切换到主线程中执行。
解决方法
创建一个信号：
void sendData();
连接信号与槽，把发送信号和发送函数连接起来：
connect(this, &MainWindow::sendData, this, &MainWindow::send_data);
修改定时循环函数：
void MainWindow::thread_send_data()
{
while (canOpened)
{
emit sendData(); /* 直接调用改为发送信号 */
QThread::msleep(1000);
}
}
深究
那么为什么使用了信号与槽后，问题就解决了呢？
我们可以认定，使用了信号与槽后，发送函数是在主线程中执行的，其实connect函数还有第五个参数，这个参数可以设置槽函数同步还是异步，甚至在哪一方执行。
Qt::ConnectionType
参考博客：https://blog.csdn.net/weixin_41761608/article/details/119237172
| 类型 | 功能 |
|---|---|
| Qt::AutoConnection | 默认值，使用这个值则连接类型会在信号发送时决定。如果接收者和发送者在同一个线程，则自动使用Qt::DirectConnection类型。如果接收者和发送者不在一个线程，则自动使用Qt::QueuedConnection类型。 |
| Qt::DirectConnection | 槽函数会在信号发送的时候直接被调用，槽函数运行于信号发送者所在线程。效果看上去就像是直接在信号发送位置调用了槽函数。这个在多线程环境下比较危险，可能会造成奔溃。 |
| Qt::QueuedConnection | 槽函数在控制回到接收者所在线程的事件循环时被调用，槽函数运行于信号接收者所在线程。发送信号之后，槽函数不会立刻被调用，等到接收者的当前函数执行完，进入事件循环之后，槽函数才会被调用。多线程环境下一般用这个。 |
| Qt::BlockingQueuedConnection | 槽函数的调用时机与Qt::QueuedConnection一致，不过发送完信号后发送者所在线程会阻塞，直到槽函数运行完。接收者和发送者绝对不能在一个线程，否则程序会死锁。在多线程间需要同步的场合可能需要这个。 |
| Qt::UniqueConnection | 这个flag可以通过按位或（|）与以上四个结合在一起使用。当这个flag设置时，当某个信号和槽已经连接时，再进行重复的连接就会失败。也就是避免了重复连接。 |
如果我们要知道是否发送成功，就可以把发送函数和发送信号的类型改为bool，发送成功返回true，发送失败返回false，而连接的类型应使用Qt::BlockingQueuedConnection，如果用默认或者Qt::QueuedConnection都无法获取到发送的状态，，一直为false，因为不是同步的。
最终代码
signals:
bool sendData();
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent)
: QMainWindow(parent)
, ui(new Ui::MainWindow)
{
ui->setupUi(this);
connect(this, &MainWindow::sendData, this, &MainWindow::send_data, Qt::BlockingQueuedConnection);
}
/* 打开PCAN函数 */
void MainWindow::on_btn_open_clicked()
{
...
m_canDevice=QCanBus::instance()->createDevice(...);
/* PCAN启动成功执行 */
if (m_canDevice)
{
...
canOpened = true; /* PCAN开启标志位 */
/* 创建定时循环发送线程 */
QFuture<void> thread = QtConcurrent::run(this, thread_send_data);
}
}
/* 定时循环发送函数 */
void MainWindow::thread_send_data()
{
while (canOpened)
{
/* 发送失败执行 */
if (!sendData())
{
...
}
QThread::msleep(1000); /* 定时1秒发送一次 */
}
}
/* 发送函数，由于是Demo，所以是写死的 */
bool MainWindow::send_data()
{
QCanBusFrame frame;
QByteArray data;
data.resize(8);
data[0]= 0x70;
data[1]= 0xFF;
data[2]= 0xFF;
data[3]= 0xFF;
data[4]= 0xFF;
data[5]= 0xFF;
data[6]= 0xFF;
data[7]= 0xFF;
quint32 ID = 0x18510004;
frame.setFrameType(QCanBusFrame::DataFrame);
frame.setExtendedFrameFormat(ID > 0x7FF ? true : false); /* 是否为扩展帧 */
frame.setTimeStamp(QDateTime::currentMSecsSinceEpoch());
frame.setFrameId(ID);
frame.setPayload(data);
/* m_canDevice是主线程中创建的QCanBusDevice对象 */
return m_canDevice->writeFrame(frame);
}
