كيف يمكنني اكتشاف تعليق في QEventLoop؟

Question

لست متأكدًا من صياغة عنوان سؤالي بشكل صحيح، ولتوضيح ما أقصده حقًا خذ المثال التالي:

أقوم بإنشاء QApplication و أ QWidget مع QPushButton عليه.ثم أقوم بإرفاق معالج بإشارة النقر من الزر الذي يبدو كما يلي:

void MyWidget::on_pushButton_clicked(){
    //Never return
    while(true);
}

وأخيراً أبدأ حلقة الحدث للتطبيق وعندما أقوم بتشغيل البرنامج وتظهر النافذة انقر فوق الزر.

سيؤدي هذا في حالتي إلى إيقاف التطبيق بأكمله.لذا فإن سؤالي في هذه المرحلة هو كيف يمكنني "اكتشاف" حدوث هذا النوع من قطع الاتصال في طلبي من خلال الكود؟

أعلم أن كتابة التعليمات البرمجية التي لا تُرجع في معالج الإشارة هي ممارسة سيئة، وأنا أطرح هذا السؤال لأنني أريد اكتشاف الأخطاء والتعافي منها، ربما عن طريق إعادة تشغيل التطبيق تمامًا في محاولة لتحسين المرونة أثناء الإنتاج.

شكرًا!

Answer 1

للكشف عن حلقة حدث معلقة، تحتاج إلى التفاف العملية التي يمكنها تعليق حلقة الحدث لاكتشاف متى تستغرق وقتًا طويلاً."العملية" هي QCoreApplication::notify عضو.ويسمى لإيصال الأحداث إلى الجميع حلقات الحدث، في جميع المواضيع.يحدث تعليق حلقة الحدث عندما يستغرق التعليمة البرمجية التي تعالج الحدث وقتًا طويلاً.

متى notify يتم إدخاله لموضوع معين، يمكنك ملاحظة وقت الدخول.يمكن للماسح الضوئي الذي يعمل في سلسلة رسائل مخصصة تكرار قائمة هذه الأوقات والتقاط الخيوط التي ظلت عالقة لفترة طويلة جدًا.

يوضح المثال أدناه ذلك، مع الرسوم البيانية أيضًا.سيتم تمييز سلسلة الرسائل التي تحتوي على حلقة حدث عالقة لفترة أطول من حد المهلة باللون الأحمر.سأوضح أيضًا كيف يمكن للمرء أن يلتف نموذج عرض حول مصدر بيانات.مطلوب Qt 5 ومترجم C++ 11.

ملحوظة:تحذيرات وقت التشغيل QBasicTimer::stop: Failed. Possibly trying to stop from a different thread ليست مشكلة حقيقية.إنها خلل في Qt له عواقب تجميلية فقط ويمكن تجاهله في هذه الحالة بالذات.يمكنك العمل حولهم - انظر هذا السؤال.

// https://github.com/KubaO/stackoverflown/tree/master/questions/eventloop-hang-25038829
#include <QtWidgets>
#include <QtConcurrent>
#include <random>

std::default_random_engine reng;

int ilog2(qint64 val) {
  Q_ASSERT(val >= 0);
  int ret = -1;
  while (val != 0) { val >>= 1; ret++; }
  return ret;
}

/// The value binned to contain at most \a binaryDigits significant digits.
/// The less significant digits are reset to zero.
qint64 binned(qint64 value, int binaryDigits)
{
  Q_ASSERT(binaryDigits > 0);
  qint64 mask = -1;
  int clrBits = ilog2(value) - binaryDigits;
  if (clrBits > 0) mask <<= clrBits;
  return value & mask;
}

/// A safely destructible thread for perusal by QObjects.
class Thread final : public QThread {
  Q_OBJECT
  void run() override {
    connect(QAbstractEventDispatcher::instance(this),
            &QAbstractEventDispatcher::aboutToBlock,
            this, &Thread::aboutToBlock);
    QThread::run();
  }
  QAtomicInt inDestructor;
public:
  using QThread::QThread;
  /// Take an object and prevent timer resource leaks when the object is about
  /// to become threadless.
  void takeObject(QObject *obj) {
    // Work around to prevent
    // QBasicTimer::stop: Failed. Possibly trying to stop from a different thread
    static constexpr char kRegistered[] = "__ThreadRegistered";
    static constexpr char kMoved[] = "__Moved";
    if (!obj->property(kRegistered).isValid()) {
      QObject::connect(this, &Thread::finished, obj, [this, obj]{
        if (!inDestructor.load() || obj->thread() != this)
          return;
        // The object is about to become threadless
        Q_ASSERT(obj->thread() == QThread::currentThread());
        obj->setProperty(kMoved, true);
        obj->moveToThread(this->thread());
      }, Qt::DirectConnection);
      QObject::connect(this, &QObject::destroyed, obj, [obj]{
        if (!obj->thread()) {
          obj->moveToThread(QThread::currentThread());
          obj->setProperty(kRegistered, {});
        }
        else if (obj->thread() == QThread::currentThread() && obj->property(kMoved).isValid()) {
          obj->setProperty(kMoved, {});
          QCoreApplication::sendPostedEvents(obj, QEvent::MetaCall);
        }
        else if (obj->thread()->eventDispatcher())
          QTimer::singleShot(0, obj, [obj]{ obj->setProperty(kRegistered, {}); });
      }, Qt::DirectConnection);

      obj->setProperty(kRegistered, true);
    }
    obj->moveToThread(this);
  }
  ~Thread() override {
    inDestructor.store(1);
    requestInterruption();
    quit();
    wait();
  }
  Q_SIGNAL void aboutToBlock();
};

/// An application that monitors event loops in all threads.
class MonitoringApp : public QApplication {
  Q_OBJECT
  Q_PROPERTY(int timeout READ timeout WRITE setTimeout MEMBER m_timeout)
  Q_PROPERTY(int updatePeriod READ updatePeriod WRITE setUpdatePeriod MEMBER m_updatePeriod)
public:
  using Histogram = QMap<qint64, uint>;
  using Base = QApplication;
private:
  struct ThreadData {
    /// A saturating, binned histogram of event handling durations for given thread.
    Histogram histogram;
    /// Number of milliseconds between the epoch and when the event handler on this thread
    /// was entered, or zero if no event handler is running.
    qint64 ping = 0;
    /// Number of milliseconds between the epoch and when the last histogram update for
    /// this thread was broadcast
    qint64 update = 0;
    /// Whether the thread's event loop is considered stuck at the moment
    bool stuck = false;
    /// Whether the thread is newly detected
    bool newThread = true;
  };
  using Threads = QMap<QThread*, ThreadData>;
  QMutex m_mutex;
  Threads m_threads;
  int m_timeout = 1000;
  int m_updatePeriod = 250;

  class StuckEventLoopNotifier : public QObject {
    MonitoringApp *m_app;
    QBasicTimer m_timer;
    struct State { QThread *thread; qint64 elapsed; };
    QVector<State> m_toEmit;
    void timerEvent(QTimerEvent * ev) override {
      if (ev->timerId() != m_timer.timerId()) return;
      int timeout = m_app->m_timeout;
      auto now = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch();
      m_toEmit.clear();
      QMutexLocker lock(&m_app->m_mutex);
      for (auto it = m_app->m_threads.begin(); it != m_app->m_threads.end(); ++it) {
        if (it->ping == 0) continue;
        qint64 elapsed = now - it->ping;
        it->stuck = elapsed > timeout;
        m_toEmit.push_back({it.key(), it->stuck ? elapsed : 0});
      }
      lock.unlock();
      for (auto &sig : qAsConst(m_toEmit)) emit m_app->loopStateChanged(sig.thread, sig.elapsed);
    }
  public:
    explicit StuckEventLoopNotifier(MonitoringApp * app) : m_app(app) {
      m_timer.start(100, Qt::CoarseTimer, this);
    }
  };
  StuckEventLoopNotifier m_notifier{this};
  Thread m_notifierThread;
  void threadFinishedSlot() {
    auto const thread = qobject_cast<QThread*>(QObject::sender());
    QMutexLocker lock(&m_mutex);
    auto it = m_threads.find(thread);
    if (it == m_threads.end()) return;
    auto const histogram(it->histogram);
    bool stuck = it->stuck;
    m_threads.erase(it);
    lock.unlock();
    emit newHistogram(thread, histogram);
    if (stuck) emit loopStateChanged(thread, 0);
    emit threadFinished(thread);
  }
  Q_SIGNAL void newThreadSignal(QThread*, const QString &);
protected:
  bool notify(QObject * receiver, QEvent * event) override {
    auto const curThread = QThread::currentThread();
    QElapsedTimer timer;
    auto now = QDateTime::currentMSecsSinceEpoch();
    QMutexLocker lock(&m_mutex);
    auto &thread = m_threads[curThread];
    thread.ping = now;
    bool newThread = false;
    std::swap(newThread, thread.newThread);
    lock.unlock();
    if (newThread) {
      connect(curThread, &QThread::finished, this, &MonitoringApp::threadFinishedSlot);
      struct Event : QEvent {
        QThread *thread;
        QPointer<MonitoringApp> app;
        explicit Event(QThread *thread, MonitoringApp *app) :
          QEvent(QEvent::None), thread(thread), app(app) {}
        ~Event() override {
          // objectName() can only be invoked from the object's thread
          emit app->newThreadSignal(thread, thread->objectName());
        }
      };
      QCoreApplication::postEvent(curThread, new Event(curThread, this));
    }
    timer.start();
    auto result = Base::notify(receiver, event); // This is where the event loop can get "stuck".
    auto duration = binned(timer.elapsed(), 3);
    now += duration;
    lock.relock();
    if (thread.histogram[duration] < std::numeric_limits<Histogram::mapped_type>::max())
      ++thread.histogram[duration];
    thread.ping = 0;
    qint64 sinceLastUpdate = now - thread.update;
    if (sinceLastUpdate >= m_updatePeriod) {
      auto const histogram = thread.histogram;
      thread.update = now;
      lock.unlock();
      emit newHistogram(curThread, histogram);
    }
    return result;
  }
public:
  explicit MonitoringApp(int & argc, char ** argv);
  /// The event loop for a given thread has gotten stuck, or unstuck.
  /** A zero elapsed time indicates that the loop is not stuck. The signal will be
    * emitted periodically with increasing values of `elapsed` for a given thread as long
    * as the loop is stuck. The thread might not exist when this notification is received. */
  Q_SIGNAL void loopStateChanged(QThread *, int elapsed);
  /// The first event was received in a newly started thread's event loop.
  /** The thread might not exist when this notification is received. */
  Q_SIGNAL void newThread(QThread *, const QString & threadName);
  /// The thread has a new histogram available.
  /** This signal is not sent more often than each updatePeriod().
    * The thread might not exist when this notification is received. */
  Q_SIGNAL void newHistogram(QThread *, const MonitoringApp::Histogram &);
  /// The thread has finished.
  /** The thread might not exist when this notification is received. A newHistogram
    * signal is always emitted prior to this signal's emission. */
  Q_SIGNAL void threadFinished(QThread *);
  /// The maximum number of milliseconds an event handler can run before the event loop
  /// is considered stuck.
  int timeout() const { return m_timeout; }
  Q_SLOT void setTimeout(int timeout) { m_timeout = timeout; }
  int updatePeriod() const { return m_updatePeriod; }
  Q_SLOT void setUpdatePeriod(int updatePeriod) { m_updatePeriod = updatePeriod; }
};
Q_DECLARE_METATYPE(MonitoringApp::Histogram)

MonitoringApp::MonitoringApp(int &argc, char **argv) :
  MonitoringApp::Base(argc, argv)
{
  qRegisterMetaType<MonitoringApp::Histogram>();
  connect(this, &MonitoringApp::newThreadSignal, this, &MonitoringApp::newThread,
          Qt::QueuedConnection);
  m_notifierThread.setObjectName("notifierThread");
  m_notifierThread.takeObject(&m_notifier);
  m_notifierThread.start();
}

QImage renderHistogram(const MonitoringApp::Histogram &h) {
  const int blockX = 2, blockY = 2;
  QImage img(1 + h.size() * blockX, 32 * blockY, QImage::Format_ARGB32_Premultiplied);
  img.fill(Qt::white);
  QPainter p(&img);
  int x = 0;
  for (auto it = h.begin(); it != h.end(); ++it) {
    qreal key = it.key() > 0 ? log2(it.key()) : 0.0;
    QBrush b = QColor::fromHsv(qRound(240.0*(1.0 - key/32.0)), 255, 255);
    p.fillRect(QRectF(x, img.height(), blockX, -log2(it.value()) * blockY), b);
    x += blockX;
  }
  return img;
}

class MonitoringViewModel : public QStandardItemModel {
  Q_OBJECT
  struct Item {
    bool set = false;
    QStandardItem *caption = 0, *histogram = 0;
    void setCaption(QThread* thread, const QString &name) {
      auto text = QStringLiteral("0x%1 \"%2\"").arg(std::intptr_t(thread), 0, 16).arg(name);
      caption->setText(text);
    }
  };
  QMap<QThread*, Item> m_threadItems;
  Item &itemFor(QThread *thread, bool set = true) {
    Item &item = m_threadItems[thread];
    if (set && !item.set) {
      item.caption = new QStandardItem;
      item.histogram = new QStandardItem;
      item.caption->setEditable(false);
      item.histogram->setEditable(false);
      int row = rowCount() ? 1 : 0;
      insertRow(row);
      setItem(row, 0, item.caption);
      setItem(row, 1, item.histogram);
      item.set = true;
      newHistogram(thread, MonitoringApp::Histogram());
    }
    return item;
  }
  void newThread(QThread *thread, const QString &name) {
    itemFor(thread).setCaption(thread, name);
  }
  void newHistogramImage(QThread *thread, const QImage &img) {
    auto &item = itemFor(thread, false);
    if (!item.set) return;
    item.histogram->setSizeHint(img.size());
    item.histogram->setData(img, Qt::DecorationRole);
  }
  Q_SIGNAL void newHistogramImageSignal(QThread *thread, const QImage &img);
  void newHistogram(QThread *thread, const MonitoringApp::Histogram &histogram) {
    QtConcurrent::run([this, thread, histogram]{
      emit newHistogramImageSignal(thread, renderHistogram(histogram));
    });
  }
  void loopStateChanged(QThread *thread, int elapsed) {
    auto &item = itemFor(thread);
    item.caption->setData(elapsed ? QColor(Qt::red) : QColor(Qt::transparent), Qt::BackgroundColorRole);
  }
  void threadFinished(QThread *thread) {
    auto &item = itemFor(thread);
    item.caption->setText(QStringLiteral("Finished %1").arg(item.caption->text()));
    item.set = false;
  }
public:
  MonitoringViewModel(QObject *parent = 0) : QStandardItemModel(parent) {
    connect(this, &MonitoringViewModel::newHistogramImageSignal,
            this, &MonitoringViewModel::newHistogramImage);
    auto app = qobject_cast<MonitoringApp*>(qApp);
    connect(app, &MonitoringApp::newThread, this, &MonitoringViewModel::newThread);
    connect(app, &MonitoringApp::newHistogram,  this, &MonitoringViewModel::newHistogram);
    connect(app, &MonitoringApp::threadFinished, this, &MonitoringViewModel::threadFinished);
    connect(app, &MonitoringApp::loopStateChanged, this, &MonitoringViewModel::loopStateChanged);
  }
};

class WorkerObject : public QObject {
  Q_OBJECT
  int m_trials = 2000;
  double m_probability = 0.2;
  QBasicTimer m_timer;
  void timerEvent(QTimerEvent * ev) override {
    if (ev->timerId() != m_timer.timerId()) return;
    QThread::msleep(std::binomial_distribution<>(m_trials, m_probability)(reng));
  }
public:
  using QObject::QObject;
  Q_SIGNAL void stopped();
  Q_SLOT void start() { m_timer.start(0, this); }
  Q_SLOT void stop() { m_timer.stop(); emit stopped(); }
  int trials() const { return m_trials; }
  void setTrials(int trials) { m_trials = trials; }
  double probability() const { return m_probability; }
  void setProbability(double p) { m_probability = p; }
};

int main(int argc, char *argv[])
{
  MonitoringApp app(argc, argv);
  MonitoringViewModel model;
  WorkerObject workerObject;
  Thread workerThread;
  workerThread.setObjectName("workerThread");

  QWidget w;
  QGridLayout layout(&w);
  QTableView view;
  QLabel timeoutLabel;
  QSlider timeout(Qt::Horizontal);
  QGroupBox worker("Worker Thread");
  worker.setCheckable(true);
  worker.setChecked(false);
  QGridLayout wLayout(&worker);
  QLabel rangeLabel, probabilityLabel;
  QSlider range(Qt::Horizontal), probability(Qt::Horizontal);

  timeoutLabel.setMinimumWidth(50);
  QObject::connect(&timeout, &QSlider::valueChanged, &timeoutLabel, (void(QLabel::*)(int))&QLabel::setNum);
  timeout.setMinimum(50);
  timeout.setMaximum(5000);
  timeout.setValue(app.timeout());
  view.setModel(&model);
  view.verticalHeader()->setSectionResizeMode(QHeaderView::ResizeToContents);

  layout.addWidget(&view, 0, 0, 1, 3);
  layout.addWidget(new QLabel("Timeout"), 1, 0);
  layout.addWidget(&timeoutLabel, 1, 1);
  layout.addWidget(&timeout, 1, 2);
  layout.addWidget(&worker, 2, 0, 1, 3);

  QObject::connect(&range, &QAbstractSlider::valueChanged, [&](int p){
    rangeLabel.setText(QString("Range %1 ms").arg(p));
    workerObject.setTrials(p);
  });
  QObject::connect(&probability, &QAbstractSlider::valueChanged, [&](int p){
    double prob = p / (double)probability.maximum();
    probabilityLabel.setText(QString("Probability %1").arg(prob, 0, 'g', 2));
    workerObject.setProbability(prob);
  });
  range.setMaximum(10000);
  range.setValue(workerObject.trials());
  probability.setValue(workerObject.probability() * probability.maximum());

  wLayout.addWidget(new QLabel("Sleep Time Binomial Distribution"), 0, 0, 1, 2);
  wLayout.addWidget(&rangeLabel, 1, 0);
  wLayout.addWidget(&range, 2, 0);
  wLayout.addWidget(&probabilityLabel, 1, 1);
  wLayout.addWidget(&probability, 2, 1);

  QObject::connect(&workerObject, &WorkerObject::stopped, &workerThread, &Thread::quit);
  QObject::connect(&worker, &QGroupBox::toggled, [&](bool run) {
    if (run) {
      workerThread.start();
      QMetaObject::invokeMethod(&workerObject, "start");
    } else
      QMetaObject::invokeMethod(&workerObject, "stop");
  });
  QObject::connect(&timeout, &QAbstractSlider::valueChanged, &app, &MonitoringApp::setTimeout);
  workerThread.takeObject(&workerObject);
  w.show();
  app.exec();
}

#include "main.moc"

Answer 2

في بعض الأفكار، يعتمد الحل الفعلي حقًا على ما عليك القيام به ونوع التعليقات التي تحتاج إلى الحصول عليها (ظهور واجهة مستخدم؟شيء مسجل في السجلات؟ميزة التصحيح؟)

استخدم QTimer وقم بتسجيل الوقت بين الدعوات الخاصة بفتحة خاصة بك

إذا تأخر استدعاء الفتحة بسبب ضرر كبير.انتهت مهلة المؤقت المتوقعة، فحلقة الحدث الخاصة بك عالقة في مكان ما.سيُعلمك هذا بوجود مشكلة، لكنه لن يخبرك بمكان توقفها.

استخدم QThread منفصل

إرسال إشارة بشكل دوري إلى كائن يعيش في الموضوع الرئيسي (أو إرسال حدث؛يتم تنفيذ إشارة عبر الخيط عبر الأحداث على أي حال)؛ترسل الفتحة المتصلة بتلك الإشارة إشارة مرة أخرى إلى الخيط.إذا استغرقت لعبة "pong" الكثير (يمكنك الحصول على مؤقت منفصل في الموضوع) فافعل شيئًا ما - abort(), raise(), ، أي.إجراء سيؤدي إلى توقف مصحح الأخطاء ورؤية تتبع مكدس مؤشر الترابط الرئيسي لاستنتاج المكان الذي تعثرت فيه.

لاحظ أنه نظرًا لأنك تقوم بتشغيل سلسلة محادثات منفصلة، ​​فلا يمكنك فقط ظهور مربعات رسائل منبثقة أو ما شابه ذلك - لا توجد واجهة مستخدم في سلاسل الرسائل الأخرى!على الأكثر، قم بتسجيل الحدث.

استخدام موضوع منفصل (2)

تبعث حلقة حدث Qt بعض الإشارات (انظر QAbstractEventLoop)، من الناحية النظرية يمكنك إرفاقها بتلك الموجودة في خيط منفصل واكتشاف ما إذا كان التحكم لا يعود إليها بعد الآن.أو فئة فرعية QAEL لنفس الوسائل.

استخدم QTcpServer / QLocalServer

نفس مفهوم ping/pong، ولكن باستخدام عمليات منفصلة - اكتب عميل TCP/مأخذ توصيل محلي صغير يرسل اختبار ping إلى تطبيقك بشكل دوري، إذا لم يسترد pong في فترة قصيرة (يمكنك الآن أيضًا استخدام واجهة المستخدم) ).