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Qt做的应用程序无法彻底关闭的问题解析

news 2025/5/18 7:36:59

大家有没有遇到过这样的情况：我们开发的某个应用程序，有时候在点击关闭按钮后，以为程序已经关闭结束，实际上程序进程还在后台运行。
这种有可能是程序中开启了某个子线程，当你关闭的时候，线程还在运行，导致程序看似关闭了，实际由于子线程的运行，并没有停止进程，而是转为在后台运行。
我们模拟一下这种情况。

1.问题描述

应用程序关闭后，去仍然在后台继续运行。

2.复现问题

我们使用QtCreator创建一个桌面应用程序作为测试程序，在“MainWindow”构造函数中启动一个子线程，这个子线程while循环一直运行,用来实时监测下面连接的下位机设备的连接状态。
主程序代码：

//主程序
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);setWindowTitle(QString("测试程序"));//开启线程QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(4);ITask *pTask = new DevConnectTask();if(nullptr == pTask){logger()->info() << __FUNCTION__ << ", create MonitorCurrentTask failed!!!";return ;}QThreadPool::globalInstance()->start(pTask);QObject::connect(pTask, SIGNAL(signal_Result(int, bool)), this, SLOT(slotDevConnect(int, bool)), Qt::QueuedConnection);
}

子线程代码：

//头文件
//这里的父类ITask是继承自QObject和QRunnable的自定义的基类，不需要太纠结
class DevConnectTask : public ITask
{Q_OBJECT
public:DevConnectTask();
protected:void run() override;private:bool m_bToolConnected = false;
signals:void signal_Result(int nDev, bool bStatus);};
//cpp文件
//轮询设备连接状态
DevConnectTask::DevConnectTask()
{qRegisterMetaType<QString >("QString");setAutoDelete(true);
}void DevConnectTask::run()
{logger()->info() << __FUNCTION__ << ", DevConnectTask started---------";bool bTool = false;while (1) {//每隔1秒轮询一次，检测设备的连接状态Command::getInstance()->MonitorDevStatus(bTool, bPower);if(bTool != m_bToolConnected){m_bToolConnected = bTool;//状态改变,发送信号emit signal_Result(Dev, m_bToolConnected);}QThread::msleep(1000);}logger()->info() << __FUNCTION__ << ", DevConnectTask task end------------------";
}

首先，上面的代码逻辑上没有问题，主窗体开启后（或者通过按钮启动）启动子线程来监听外设的连接状况；
其次，程序运行上也没有问题，打开程序后能正常创建子线程，并启动子线程来监听外设的状态改变，也能正常收发状态改变的信号；
最后，关闭程序时发现问题，当你点击左上角关闭按钮后，桌面上貌似程序消失了，但当你打开任务管理器查看时，发现程序实际还在后台一直运行着。

3.分析问题

通过调试我们发现是开启的子线程惹的祸（实际用于正式的工程代码，可能需要调试，日志，及不断地屏蔽代码排除才能确认哪块引起）；
那么这个子线程为什么会导致程序的进程并没有在关闭时结束呢？
我们需要回忆一下Qt中QThreadPool的工作原理。QThreadPool管理着一组线程，用于执行QRunnable任务。当调用start()时，任务会被添加到队列中，由线程池中的线程执行。默认情况下，全局线程池会在程序退出时等待所有任务完成，但如果任务中有无限循环或长时间运行的操作（本次测试程序，就是用while循环在无限的工作着），可能会导致等待时间过长，甚至无法退出。
在本测试程序中，当关闭程序时，主界面UI已经被关闭，资源已经释放了，但主进程开启的监听线程，由于while循环并没有因为某个预想的卡断将其退出，还一直在工作着，导致主进程也一直无法销毁，所以在任务管理器看到，程序依然在运行着。
这里在补充一些：程序关闭时线程没有正确停止，导致后台继续运行。其他可能的原因有几个：

任务中没有退出条件：如果任务是一个无限循环，没有检查终止条件，线程池会一直等待任务完成，导致程序无法退出。
没有正确清理线程池：可能在关闭事件中没有正确请求线程池停止或等待任务完成。
任务未设置自动删除：如果QRunnable没有设置setAutoDelete(true)，可能导致资源未释放，影响线程池的清理。

4.解决思路

根据上面的问题，我们可能的解决思路有以下几种：

确保QRunnable任务可以被中断：在任务中添加一个标志位，定期检查是否需要退出。
在程序关闭时触发所有任务的停止标志：在MainWindow的closeEvent中遍历所有任务，设置停止标志。
正确清理线程池：使用waitForDone等待任务结束，并设置超时时间，避免无限等待。
处理未自动删除的任务：确保QRunnable的自动删除开启，避免内存泄漏。

根据以上思路，得出一下解决方案：

我们引入原子变量，通过原子标志位控制任务执行流程，实现可中断的QRunnable任务。
在主窗口添加关闭事件处理，在关闭事件closeEvent中协调线程池关闭；
线程任务启动与管理这块，我们要加上正确的启动方式：有回应的管理线程任务；

大致流程如下：
在这里插入图片描述

5.代码优化

根据上面的解决方案，我们将代码进行优化：
首先，子线程中，我们加入原子标志“m_stopFlag”以及线程结束的信号“finished()”,并且用原子标志“m_stopFlag”控制线程的run()方法里的while循环，当线程结束时，发送信号“finished()”。
子线程代码：

//头文件
//这里的父类ITask是继承自QObject和QRunnable的自定义的基类，不需要太纠结
class DevConnectTask : public ITask
{Q_OBJECT
public:DevConnectTask();
protected:void run() override;private:bool m_bToolConnected = false;
signals:void signal_Result(int nDev, bool bStatus);public:
//设立原子标志std::atomic<bool> m_stopFlag{false};
signals:
//添加结束信号void finished();
};
//cpp文件
//轮询设备连接状态
DevConnectTask::DevConnectTask()
{qRegisterMetaType<QString >("QString");setAutoDelete(true);
}void DevConnectTask::run()
{logger()->info() << __FUNCTION__ << ", DevConnectTask started---------";bool bTool = false;//while循环收到原子标志控制while (!m_stopFlag.load(std::memory_order_acquire)) {//每隔1秒轮询一次，检测设备的连接状态Command::getInstance()->MonitorDevStatus(bTool, bPower);if(bTool != m_bToolConnected){m_bToolConnected = bTool;//状态改变,发送信号emit signal_Result(Dev, m_bToolConnected);}QThread::msleep(1000);}logger()->info() << __FUNCTION__ << ", DevConnectTask task end------------------";//线程结束时发送结束信号emit finished();
}

主程序中，我们添加一个QList的成员变量“m_activeTasks”原来记录子线程（可能有多个子线程，所以用QList），并且加上线程结束信号“finished()”的响应处理，同时，我们要加上关闭事件“closeEvent()”，用以处理当主程序关闭时，如果有线程在循环里运行，就通过原子标志控制其退出循环，结束线程。
主程序代码：

//主程序
MainWindow::MainWindow(QWidget *parent): QMainWindow(parent), ui(new Ui::MainWindow)
{ui->setupUi(this);setWindowTitle(QString("测试程序"));//开启线程QThreadPool::globalInstance()->setMaxThreadCount(4);ITask *pTask = new DevConnectTask();if(nullptr == pTask){logger()->info() << __FUNCTION__ << ", create MonitorCurrentTask failed!!!";return ;}// 加入跟踪列表，m_activeTasks在头文件定义：QList<ITask*> m_activeTasks;m_activeTasks.append(pTask);QObject::connect(pTask, &ITask::finished, [this, pTask](){// 线程结束信号处理m_activeTasks.removeOne(pTask);logger()->info() << __FUNCTION__ << "线程任务完成";});QThreadPool::globalInstance()->start(pTask);QObject::connect(pTask, SIGNAL(signal_Result(int, bool)), this, SLOT(slotDevConnect(int, bool)), Qt::QueuedConnection);
}
//重写关闭事件
void MainWindow::closeEvent(QCloseEvent *event) {// 设置所有任务的停止标志for(auto task : m_activeTasks){task->m_stopFlag.store(true, std::memory_order_release);}// 清理线程池QThreadPool::globalInstance()->clear();  // 移除未开始的任务QThreadPool::globalInstance()->waitForDone(100);  // 等待最多100ms// 验证线程池状态logger()->error() << __FUNCTION__ << "关闭前，活动线程数:" << QThreadPool::globalInstance()->activeThreadCount();// 必须调用以完成关闭event->accept();
}