Как thread affinity влияет на signals/slots и QObject ownership?

Thread Affinity в Qt

Каждый QObject принадлежит ровно одному потоку — тому, в котором он был сконструирован. Это называется thread affinity. Узнать текущий поток объекта можно через obj.thread(), а сменить — через obj.moveToThread(&otherThread).

Thread affinity определяет:

• В каком потоке будут обрабатываться события объекта (QEvent).
• Какой тип соединения выбирает Qt при вызове слота через emit.
• Кто имеет право удалять объект без UB.

Типы соединений сигнал–слот

• Qt::DirectConnection — слот вызывается немедленно в потоке, где вызван emit, независимо от affinity получателя. Опасно из другого потока.
• Qt::QueuedConnection — создаётся QMetaCallEvent и помещается в очередь событий потока получателя. Слот выполняется в правильном потоке.
• Qt::BlockingQueuedConnection — как Queued, но поток отправителя блокируется до завершения слота. Дедлок, если оба объекта в одном потоке.
• Qt::AutoConnection (умолчание) — Qt выбирает Direct, если отправитель и получатель в одном потоке, иначе Queued.

Практический пример: Worker в фоновом потоке

#include <QObject>
#include <QThread>
#include <QDebug>

class Worker : public QObject {
    Q_OBJECT
public slots:
    void doWork(const QString &param) {
        qDebug() << "Working in" << QThread::currentThread();
        emit resultReady(param.toUpper());
    }
signals:
    void resultReady(const QString &result);
};

class Controller : public QObject {
    Q_OBJECT
    QThread workerThread;
public:
    Controller() {
        Worker *worker = new Worker;          // affinity = main thread
        worker->moveToThread(&workerThread);  // affinity = workerThread

        connect(&workerThread, &QThread::finished,
                worker, &QObject::deleteLater); // безопасное удаление

        connect(this, &Controller::operate,
                worker, &Worker::doWork);       // AutoConnection → Queued

        connect(worker, &Worker::resultReady,
                this,   &Controller::handleResult); // AutoConnection → Queued

        workerThread.start();
    }
    ~Controller() {
        workerThread.quit();
        workerThread.wait();
    }
signals:
    void operate(const QString &param);
public slots:
    void handleResult(const QString &result) {
        qDebug() << "Result:" << result;
    }
};

Ключевой момент: worker создаётся в главном потоке, затем переносится через moveToThread. После переноса его слоты будут выполняться в workerThread через Queued-соединение.

Правила владения (Ownership)

• Parent ownership: объект с родителем удаляется, когда удаляется родитель. Родитель и дочерний объект должны быть в одном потоке.
• moveToThread и parent: нельзя перенести объект в другой поток, если у него есть parent. moveToThread вернёт предупреждение.
• Удаление из другого потока: delete worker из чужого потока — UB. Используйте worker->deleteLater(): это безопасно из любого потока, объект будет удалён в своём потоке при следующей итерации event loop.

Передача аргументов через QueuedConnection

Типы аргументов сигнала должны быть зарегистрированы в мета-системе, если они не встроены:

// Регистрация пользовательского типа
qRegisterMetaType<MyStruct>("MyStruct");
// Или через Q_DECLARE_METATYPE + qRegisterMetaType в main()

Без регистрации Qt тихо проглотит сигнал и выведет предупреждение в runtime: «Cannot queue arguments of type 'MyStruct'».

Подводные камни

• Создание QObject в чужом потоке: если создать объект внутри QThread::run() без event loop (exec()), Queued-сигналы не доставятся — очередь событий пуста.
• moveToThread с parent: попытка перенести объект, у которого есть QObject-родитель, завершается предупреждением и отказом; всегда сначала открепляйте от родителя.
• BlockingQueuedConnection дедлок: если отправитель и получатель в одном потоке, поток ждёт сам себя — приложение зависает.
• DirectConnection из чужого потока: явно указав Qt::DirectConnection для объекта в другом потоке, вы получаете data race без предупреждений.
• deleteLater в потоке без event loop: если поток завершился до обработки отложенного удаления, объект не будет удалён — утечка памяти. Завершайте поток через quit() + wait() после того, как все deleteLater обработаны.
• Незарегистрированный тип в Queued: данные не передадутся, сигнал «потеряется» без явной ошибки компилятора.
• QTimer и affinity: QTimer срабатывает в потоке, которому принадлежит; если он перенесён через moveToThread, таймер нужно перезапустить после переноса.

• Отвечать определением без production-сценария.
• Не называть runtime boundary, security boundary или failure mode.
• Игнорировать версию API, observability и тестовую проверку.

• Объясняет механизм своими словами и без выдуманных API.
• Называет реальные риски, диагностику и критерий корректности.
• Связывает ответ с текущей документацией и миграционными ограничениями.