Можно хранить указатель на объект/указатель на метод и дергать его на прямую. Можно задействовать boost, там есть и bind и function.
Не потокобезопасно! А синхронизация такого кол-ва соединений с параллельной сетью, съест еще больше ресурсов. И моего моцга
При том, есть флаг Qt::DirectConnection
И зачем вам потокобезопасность, если всё в одном потоке у вас работает?