Qt 的信号signal的参数是否会在内部被拷贝？

Qt 的信号signal的参数是否会在内部被拷贝？

Qt 信号参数复制机制详解：Direct vs Queued 🧩

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适配版本：Qt 5.15.2（源码路径基于 qtbase/src/corelib/kernel/qobject.cpp）

在这里插入图片描述

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✨ 概览

Qt 信号发射到槽的过程中，参数到底有没有被复制，取决于连接类型：

• DirectConnection：不复制参数，直接使用发射点准备的 argv 调用槽。
• QueuedConnection：会复制每个参数的内容（使用 QMetaType::create），并在事件处理完毕后统一销毁（QMetaType::destroy）。
• BlockingQueuedConnection：特殊的队列连接，直接传递 argv 指针，不做复制；通过信号量阻塞直到处理完成。

这与形参是否使用 const & 无关。只要进入队列（Queued），就需要参数拥有独立生命周期，因此需要复制；如果直接调用（Direct），就不需要复制。

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✅ 快速结论

• DirectConnection：不复制
  • 槽在发射线程立即执行，直接传入 argv。
• QueuedConnection：复制
  • 参数被封送到 QMetaCallEvent 内部，使用 QMetaType::create 创建副本，并由事件析构时销毁。
• BlockingQueuedConnection：不复制（但阻塞）
  • 直接传递 argv，通过 QSemaphore 实现阻塞等待执行完成。
• const & 修饰对复制与否无影响
  • 决策点在连接类型而非函数签名；Queued 需要自主管理生命周期，必然复制。

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🔧 背后原理（源码走读）

🧭 分派入口：QMetaObject::activate

信号发射最终都会走到 QMetaObject::activate，在这里根据连接类型决定：直接调用还是投递事件。

关键分支（简化要点）：

// 1) 需要队列：进入 queued_activate（复制参数并post事件）
if ((c->connectionType == Qt::AutoConnection && !receiverInSameThread)|| (c->connectionType == Qt::QueuedConnection)) {queued_activate(sender, signal_index, c, argv);continue;
}// 2) 阻塞队列：构造事件但直接传递 argv，不复制
} else if (c->connectionType == Qt::BlockingQueuedConnection) {QSemaphore semaphore;QMetaCallEvent *ev = c->isSlotObject ?new QMetaCallEvent(c->slotObj, sender, signal_index, argv, &semaphore) :new QMetaCallEvent(c->method_offset, c->method_relative, c->callFunction,sender, signal_index, argv, &semaphore);QCoreApplication::postEvent(receiver, ev);semaphore.acquire();continue;
}// 3) 直接连接：直接用 argv 调槽，不复制
if (c->isSlotObject) {obj->call(receiver, argv);
} else if (c->callFunction && c->method_offset <= receiver->metaObject()->methodOffset()) {callFunction(receiver, QMetaObject::InvokeMetaMethod, method_relative, argv);
} else {QMetaObject::metacall(receiver, QMetaObject::InvokeMetaMethod, method, argv);
}

📦 QueuedConnection 如何复制参数

当判定需要排队时，会调用 queued_activate。在此函数中：

• 计算 nargs（含返回值槽位）
• 创建 QMetaCallEvent，为其参数与类型数组分配空间
• 逐一使用 QMetaType::create(type, argv[n]) 构造每个参数的副本

关键代码要点：

QMetaCallEvent *ev = c->isSlotObject ?new QMetaCallEvent(c->slotObj, sender, signal, nargs) :new QMetaCallEvent(c->method_offset, c->method_relative, c->callFunction, sender, signal, nargs);void **args = ev->args();
int *types = ev->types();// 参数类型填充（types[0] 为返回类型槽位，置0；args[0] 置nullptr）
for (int n = 1; n < nargs; ++n)types[n] = argumentTypes[n-1];// 复制每个参数到事件内部
for (int n = 1; n < nargs; ++n)args[n] = QMetaType::create(types[n], argv[n]);QCoreApplication::postEvent(c->receiver.loadRelaxed(), ev);

对应的释放逻辑在 QMetaCallEvent::~QMetaCallEvent()：

for (int i = 0; i < d.nargs_; ++i) {if (typeIDs[i] && d.args_[i])QMetaType::destroy(typeIDs[i], d.args_[i]);
}

🧵 BlockingQueuedConnection：直接传递 argv

为阻塞队列连接提供的构造函数注释已明示“直接传递 args，不分配内存”：

// Used for blocking queued connections, just passes args through without allocating any memory.
QMetaCallEvent::QMetaCallEvent(..., void **args, QSemaphore *semaphore)

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🧠 const & 会改变复制行为吗？

不会。是否复制只由“是否进入队列（Queued）”决定：

• Direct/BlockingQueued：直接使用发射点 argv，不复制。
• Queued：必须复制，确保跨线程/异步投递后的独立生命周期。

与形参是否 const T&、T 或 T&& 无关；Queued 的复制依据 QMetaType 可构造/销毁能力。

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🧰 自定义类型注意事项

• 传递到 QueuedConnection 的参数类型必须可通过 QMetaType 构造与销毁。
• 若为自定义类型：
  • 使用 Q_DECLARE_METATYPE(T) 声明。
  • 在使用前注册：qRegisterMetaType<T>("T")。
• 指针类型特殊处理：如果参数名以 * 结尾，视作 QMetaType::VoidStar，不会复制对象本身，仅复制指针值。

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🚀 性能与生命周期建议

• 频繁高频的信号传递且无需跨线程，优先使用 DirectConnection（或默认 Auto 且同线程）。
• 跨线程/异步场景下，QueuedConnection 安全但存在参数复制与事件分发开销。
• 对体积较大的对象：
  • 优先传指针或 QSharedPointer<T>，避免大对象复制。
  • 若必须值传递，请确保类型的 QMetaType 构造/销毁开销可接受。

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🧪 小测试（自检题）

1. 同线程 AutoConnection 默认是什么行为？为什么？
2. const QString& 作为信号参数，QueuedConnection 会复制吗？
3. BlockingQueuedConnection 是否复制参数？它的额外语义是什么？

参考答案：

• 1）等效 Direct，不复制；因为接收者与发送者同线程。
• 2）会复制；Queued 必须复制与 const & 无关。
• 3）不复制；但会阻塞发送线程直到槽执行完成。

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📚 源码定位（Qt 5.15.2）

• 连接类型分派与直接调用：
  • qtbase/src/corelib/kernel/qobject.cpp：QMetaObject::activate、doActivate
• 队列封送与复制：
  • qtbase/src/corelib/kernel/qobject.cpp：queued_activate、QMetaCallEvent 构造/析构
• 参数类型解析：
  • queuedConnectionTypes()（同文件顶部附近）：处理 QMetaType id，指针类型→VoidStar

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🏁 结语

Qt 的参数是否复制，核心看连接类型：Direct 不复制、Queued 一定复制、BlockingQueued 不复制但阻塞。掌握这一点，有助于做出正确的 API 设计与性能权衡，避免隐藏的生命周期问题与不必要的开销。

祝你写出更优雅高效的 Qt 信号/槽系统！🎉