PyQt5中多线程模块QThread使用方法的实现

时间:2021-04-02 人气:0

本文主要讲解使用多线程模块QThread解决PyQt界面程序唉执行耗时操作时，程序卡顿出现的无响应以及界面输出无法实时显示的问题。用户使用工具过程中出现这些问题时会误以为程序出错，从而把程序关闭。这样，导致工具的用户使用体验不好。下面我们通过模拟上述出现的问题并讲述使用多线程QThread模块解决此类问题的方法。

PyQt程序卡顿和无法实时显示问题现象

使用PyQt界面程序，点击运行按钮后，程序在显示框中每秒打印1个数字。程序代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-

import sys
import time
from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
from QThread_Example_UI import Ui_Form

class MyMainForm(QMainWindow, Ui_Form):
  def __init__(self, parent=None):
    super(MyMainForm, self).__init__(parent)
    self.setupUi(self)
    self.runButton.clicked.connect(self.display)

  def display(self):
    for i in range(20):
      time.sleep(1)
      self.listWidget.addItem(str(i))

if __name__ == "__main__":
  app = QApplication(sys.argv)
  myWin = MyMainForm()
  myWin.show()
  sys.exit(app.exec_())

程序运行过程结果如下（点击Run按钮后界面出现 未响应 字样，同时程序也没有出现每隔1秒打印1个数字，实际结果是循环结束后20个数字一同展示）：

问题分析

上述实现的GUI程序都是单线程运行，对于需要执行一个特别耗时的操作时就会出现该问题现象。要解决这种问题可以考虑使用多线程模块QThread。

多线程模块QThread基本原理

QThread是Qt的线程类中最核心的底层类。由于PyQt的的跨平台特性，QThread要隐藏所有与平台相关的代码要使用的QThread开始一个线程，可以创建它的一个子类，然后覆盖其它QThread.run()函数。

class Thread(QThread):
  def __init__(self):
    super(Thread,self).__init__()
  def run(self):
    #

接下来创建一个新的线程

thread = Thread()
thread.start()

可以看出，PyQt的线程使用非常简单，建立一个自定义的类（如Thread），自我继承自QThread ，并实现其run()方法即可。在使用线程时可以直接得到Thread实例，调用其start()函数即可启动线程，线程启动之后，会自动调用其实现的run()的函数，该方法就是线程的执行函数。

业务的线程任务就写在run()函数中，当run()退出之后线程就基本结束了，QThread有started和finished信号，可以为这两个信号指定槽函数，在线程启动和结束之时执行一段代码进行资源的初始化和释放操作，更灵活的使用方法是，在自定义的QThread实例中自定义信号，并将信号连接到指定的槽函数，当满足一定的业务条件时发射此信号。

QThread类中的常用方法

start()：启动线程

wait()：阻止线程，直到满足如下条件之一

（1）与此QThread对象关联的线程已完成执行（即从run返回时），如果线程完成执行，此函数返回True，如果线程尚未启动，也返回True

（2）等待时间的单位是毫秒，如果时间是ULONG_MAX（默认值·），则等待，永远不会超时(线程必须从run返回），如果等待超时，此函数将会返回False

sleep()：强制当前线程睡眠多少秒

QThread类中的常用信号

started：在开始执行run函数之前，从相关线程发射此信号

finished：当程序完成业务逻辑时，从相关线程发射此信号

使用QThread重新实现程序解决问题

先继承QThread类并重新实现其中的run()函数，也就是说把耗时的操作放入run()函数中。代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-

import sys
import time
from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QMainWindow
from QThread_Example_UI import Ui_Form

class MyMainForm(QMainWindow, Ui_Form):
  def __init__(self, parent=None):
    super(MyMainForm, self).__init__(parent)
    self.setupUi(self)
    # 实例化线程对象
    self.work = WorkThread()
    self.runButton.clicked.connect(self.execute)

  def execute(self):
    # 启动线程
    self.work.start()
    # 线程自定义信号连接的槽函数
    self.work.trigger.connect(self.display)

  def display(self,str):
    # 由于自定义信号时自动传递一个字符串参数，所以在这个槽函数中要接受一个参数
    self.listWidget.addItem(str)

class WorkThread(QThread):
  # 自定义信号对象。参数str就代表这个信号可以传一个字符串
  trigger = pyqtSignal(str)

  def __int__(self):
    # 初始化函数
    super(WorkThread, self).__init__()

  def run(self):
    #重写线程执行的run函数
    #触发自定义信号
    for i in range(20):
      time.sleep(1)
      # 通过自定义信号把待显示的字符串传递给槽函数
      self.trigger.emit(str(i))

if __name__ == "__main__":
  app = QApplication(sys.argv)
  myWin = MyMainForm()
  myWin.show()
  sys.exit(app.exec_())

程序运行结果如下（实现了每隔1秒打印1个数字）：

小结

如果你实现的工具需要执行特别耗时的操作，可以参考使用本文多线程QThread处理方法实现。当然，工具实际实现过程中的场景会比这复杂。比如，你的输出并不是有固定时间间隔输出的文本框，可以尝试使用多次self.trigger.emit(str)方法进行操作。

附录

1、使用pyuic5转换界面.ui程序后的QThread_Example_UI.py代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets

class Ui_Form(object):
  def setupUi(self, Form):
    Form.setObjectName("Form")
    Form.resize(498, 331)
    self.runButton = QtWidgets.QPushButton(Form)
    self.runButton.setGeometry(QtCore.QRect(190, 30, 75, 23))
    self.runButton.setObjectName("runButton")
    self.listWidget = QtWidgets.QListWidget(Form)
    self.listWidget.setGeometry(QtCore.QRect(30, 70, 431, 192))
    self.listWidget.setObjectName("listWidget")

    self.retranslateUi(Form)
    QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(Form)

  def retranslateUi(self, Form):
    _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
    Form.setWindowTitle(_translate("Form", "Qthread Example"))
    self.runButton.setText(_translate("Form", "Run"))

2、Qtdesigner设计的界面源程序代码QThread_Example_UI.ui如下：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<ui version="4.0">
 <class>Form</class>
 <widget class="QWidget" name="Form">
 <property name="geometry">
  <rect>
  <x>0</x>
  <y>0</y>
  <width>498</width>
  <height>331</height>
  </rect>
 </property>
 <property name="windowTitle">
  <string>Qthread Example</string>
 </property>
 <widget class="QPushButton" name="runButton">
  <property name="geometry">
  <rect>
   <x>190</x>
   <y>30</y>
   <width>75</width>
   <height>23</height>
  </rect>
  </property>
  <property name="text">
  <string>Run</string>
  </property>
 </widget>
 <widget class="QListWidget" name="listWidget">
  <property name="geometry">
  <rect>
   <x>30</x>
   <y>70</y>
   <width>431</width>
   <height>192</height>
  </rect>
  </property>
 </widget>
 </widget>
 <resources/>
 <connections/>
</ui>

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