第3回 Qt GUIアプリでのマルチスレッド・非同期ソケット通信 [C++] [Qt5/Qt6]

[2022.11] Qt5/Qt6 両対応.

Qt Creator を Qt5/Qt6 両対応にする

[2022.11] Fedora 37

Qt の開発環境は Qt Creator か, GUI フォームだけ Qt Designer を使う。通常, 前者.

Fedora 37 の Qt Creator は, 初期設定では Qt5 のみ使うようになっている。Qt5/Qt6 両対応にする.

Fedora でパッケージされているのは Qt Creator v8.0.1. これは Qt5 でビルドされている。依存するのは qt5-qtbase-devel パッケージ。これと別に, qt6-qtbase-devel-6.3.1-4.fc37.x86_64 をインストールする。

Qt Creator の画面で, Edit > Preferences で設定画面を開く. 左側の Kits を選ぶと, Kits タブに Desktop (default) が表示され, Qt version: に利用可能な Qt が選択できる。ここで, 右の [Manage...] ボタンをクリック.

Qt Versions タブに移る. Qt 5.15 のみが表示されているはず。[Add...] ボタンで Qt6 を追加する。

これだけでいけるはず。

ほかには, https://www.qt.io/download-open-source から Qt Online Installer をダウンロードする方法もある。Qt5.15 LTS, Qt6.2 LTS, Qt6.4, Qt Creator 8.0, Qt Design Studio v3.8 をインストールできる。Qt Design Studio は, Qt Designer とは別の, 2D/3D のUIの見た目を定義するソフトウェアのようだ。QML と C++ コードを生成。Fedora ではパッケージされていない。

試してみたが, 上手く Fedora ディストリビューションの環境に馴染ませることができなかった。Fedora パッケージを使おう。

何を作るか

前ページと同じものを Qt5/Qt6 で作る。

Qt5, Qt6 は, ソースコードレベルで互換性が高い。非互換な部分も, workaround で両対応にできる。バイナリレベルでの互換性はない。CMakeLists.txt ファイルで、どちらでビルドするか決める. 

find_package(QT NAMES Qt6 REQUIRED COMPONENTS Widgets)

以下のサンプルは、どちらでもビルドできる。

スレッドをつくる

DNS lookup, read() がブロックするので、スレッドで並列化する。ソケットは blocking モードのままとする。非同期 I/O (asynchronous I/O) だからといって、non-blocking モードにしなければならないわけではない。

簡単に, QThread クラスから派生させる。スレッドを起動すると run() がコールバックされる.

connect_thread.h

C++
[RAW]
  1. // Qtにおけるマルチスレッドは、次の二つのやり方がある:
  2. // 1. QThread から派生させる.
  3. // run() メソッドが呼び出される.
  4. // 2. 標準の QThread と自前のワーカーオブジェクトを組み合わせる
  5. // myObject->moveToThread(targetThread)
  6. // これで myObject のスロットが <var>targetThread</var> スレッドで動く.
  7. class ConnectThread: public QThread
  8. {
  9. Q_OBJECT
  11. public:
  12. ConnectThread(QObject* parent = nullptr);
  13. ~ConnectThread();
  15. void requestNewFortune(const std::string& hostName, int port);
  17. protected:
  18. // start() を呼び出すと, 新しいスレッドで run() がコールバックされる.
  19. virtual void run() override;
  21. signals:
  22. void fortuneGot(const QString& fortune);
  23. void error(int socketError, const QString& message);
  25. private:
  26. std::string hostName;
  27. int port;
  28. };

起動する

メインスレッド側から, スレッドクラスのメソッドを呼び出す.

mainwindow.cpp

C++
[RAW]
  1. // Slot
  2. void MainWindow::on_pushButton_clicked()
  3. {
  4. if (m_thread)
  5. return;
  7. int port = ui->portLineEdit->text().toInt();
  8. if (port <= 0 || port > 65535) {
  9. QMessageBox msgBox(this);
  10. msgBox.setText("ポート番号は 1..65535");
  11. msgBox.setStandardButtons(QMessageBox::Ok);
  12. msgBox.setIcon(QMessageBox::Critical);
  13. msgBox.exec();
  14. return;
  15. }
  17. ui->pushButton->setEnabled(false);
  18. // 値がないことによるボタン無効と区別する
  19. QApplication::setOverrideCursor(Qt::WaitCursor);
  21. m_thread = new ConnectThread();
  22. connect(m_thread, &ConnectThread::fortuneGot, this, &MainWindow::showFortune);
  23. connect(m_thread, &ConnectThread::error, this, &MainWindow::displayError);
  25. m_thread->requestNewFortune( ui->hostLineEdit->text().toStdString(),
  26. port );
  27. }

スレッドクラスで start() を呼び出して、子スレッドを起動する。

Blocking モードのソケットで、順番に処理するだけ。

子スレッドからシグナルを emit すれば、あとは Qt がメインスレッドへの伝達、スレッド切り替えをよしなにしてくれる。すごい楽。

connect_thread.cpp

C++
[RAW]
  1. ConnectThread::ConnectThread(QObject* parent):
  2. QThread(parent)
  3. {
  4. }
  6. ConnectThread::~ConnectThread()
  7. {
  8. }
  10. void ConnectThread::requestNewFortune(const string& hostName, int port)
  11. {
  12. // パラメータはメンバ変数にて渡す
  13. this->hostName = hostName;
  14. this->port = port;
  15. // スレッドを起動.
  16. start();
  17. }
  19. // Starting point.
  20. void ConnectThread::run()
  21. {
  22. SOCKET sockfd = connect_to_server(hostName.c_str(), port);
  23. if ( sockfd == INVALID_SOCKET ) {
  24. emit error(errno, tr("client error") );
  25. return;
  26. }
  28. char fortune_buf[1000];
  29. char* p = fortune_buf;
  30. while (true) {
  31. int r = recv(sockfd, p,
  32. sizeof(fortune_buf) - (p - fortune_buf) - 1, 0);
  33. if (r < 0) {
  34. if (errno == EINTR)
  35. continue;
  36. emit error(errno, tr("read() error") );
  37. closesocket(sockfd);
  38. return;
  39. }
  40. p[r] = '\0';
  41. if ( !r )
  42. break;
  43. p += r;
  44. }
  46. closesocket(sockfd);
  48. // シグナルを発生
  49. emit fortuneGot(fortune_buf);
  50. }

グルッと回って、シグナルを受け取って、表示するだけ。

mainwindow.cpp

C++
[RAW]
  1. // Slot: 子スレッドからコールバック
  2. void MainWindow::showFortune(const QString& fortune)
  3. {
  4. ui->textBrowser->setText(fortune);
  6. delete_thread();
  7. QApplication::restoreOverrideCursor();
  8. enableGetFortuneButton();
  9. }
  11. // Slot
  12. void MainWindow::displayError(int socketError, const QString& message)
  13. {
  14. ui->textBrowser->setText(message);
  16. delete_thread();
  17. QApplication::restoreOverrideCursor();
  18. enableGetFortuneButton();
  19. }

これだけ! カンタンすぎる。