Пробовал. start(10) почти работает - периодически "залипает" одна из ниток, start(100) работает гарантированно. Но меня такой интервал не устраивает.

Мне, в целом, нужно максимально часто выполнять определенный код в тот момент когда очередь событий потока пуста. Собственно, исходил из этого посыла в документации:
To make your application perform idle processing (i.e. executing a special function whenever there are no pending events), use a QTimer with 0 timeout.
start(0) для меня чрезмерен - комп начинает "пожирать" самого себя. Может есть другие способы, особенно учитывая следующее предложение оттуда же?
More sophisticated idle processing schemes can be achieved using processEvents().

step() должен вызываться всякий раз когда нитке больше "нечего делать". В приведенном примере его полезная нагрузка опущена. Пробовал заменить QTimer на timerEvent - результат ровно тот же. С invokeMethod попробую.

Неясно в какой нитке выполняется QThread::step. Если в главной, то все вполне объяснимо - события таймера игнорируются если в данный момент выполняется обработка предыдущего

В своей собственной - в той же, которая "run()", именно для проверки этого факта выводился currentThreadId

Эта версия теоретически имеет право на жизнь, но почему эффект не проявляется на "бытовых" ПК, а только на "серверных"?

Наверное и теоретически не имеет. Ну хорошо, допустим один раз был занят, пропустили. Но ведь придут следующие события того же таймера - кто-то да пробьется

Тогда варианты почему это происходит:

1) Нитка загружена постоянно т.е. в ее EventLoop все время есть события - а события таймера помещаются в  EventLoop только если там никого нет. Это можно проверить отключив нагрузку

2)  EventLoop еще не запущен когда таймаут истек. Ну опять-таки неясно, ведь будут еще события таймера.

Меня самого эта корявость архитектуры несколько гложет. Суть в том, что Thread - это пул воркеров и полезный код нагрузки выглядит примерно так:

C++ (Qt)
void Thread::step()
{
    for (bool flag = true; flag;) {
        flag = false;
        for (Worker *worker : m_workers) {
            if (worker->isStepReady()) {
                worker->step();
                yieldCurrentThread();
                flag = true;
            };
        }
    }
}
 

Особенность воркеров такова, что у них потребность в работе возникает в среднем 10 раз в секунду, а продолжительность выполнения одного шага воркера достаточно мала, так что забивать комп бесконечной проверкой "не созрел ли кто для работы" тоже не хочется. С другой стороны, при достаточно большом количестве воркеров (до 1024) текущая схема тоже не выглядит идеальной. Правильнее было бы потоку спать до момента появления необходимости работать ближайшему воркеру. Но кто его будет будить? Снова таймер?