Тогда, что получается по теме? я не очень понимаю.
Нужно использовать мютексы при доступе к QByteArray? Потому что без них ерунда какая-то получается.
Мыль ТС я не очень понял. Точнее приведенный там код.
Для данного юзкейса (simultaneously reading/writing) сериализованный доступ (мьютексы) один из вариантов.
Кто такой ТС?
Получается другой поток в принципе не увидит изменений сделанных другим потоком.
Нет, увидит.