PyQt之科学使用线程处理耗时任务以及线程通信方法

目录

前言

PyQt线程科学用法

非科学用法样例

科学用法

线程类

线程通信

线程类在主界面实例化与使用

开启线程

补充(信号的方式实现线程双向通信)：

线程类

线程实例化与开启线程挂在后台

发送信号，线程处理数据

结语

参考文章

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前言

 本文主要讲解PyQt使用多线程模块QThread解决PyQt界面程序执行耗时操作时，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。有时候，我们写的程序界面出现未响应，是因为把需要长时间运行的代码放在了主线程，阻塞了事件循环。

QtCore.QThread是一个管理线程的类，当我们使用其构造函数的时候，便新建了一个线程。这里要强调，QThread是一个线程管理器，不要把业务逻辑放在这个类里面，Qt的作者已经多次批评继承QThread类来实现业务逻辑的做法。然而我在网上看了很多资料或者博客，很大一部分都是继承QThread实现实现业务逻辑...当然也有很多科学使用的教程，不过相对来说较少。我今天就把我的科学使用PyQt多线程，心里路程分享出来，供大家参考。

PyQt线程科学用法

非科学用法样例

上面介绍了非科学用法，是直接继承QThread在里面写业务。那么网上很多教程也就是这样的....

class Thread(QThread):
    def __init__(self):
        super(Thread,self).__init__()
    def run(self):
        #业务逻辑代码

#创建一个新的线程
thread = Thread()
thread.start()

科学用法

Qt的作者已经多次批评继承QThread类来实现业务逻辑的做法,那么怎么使用才是科学使用PyQt多线程呢？答案如下：

自己定义一个线程类，这个类要继承QObject，在里面实现线程的相关业务逻辑，同时在主界面里实例化这个线程类，然后用moveToThread方法移动到QThread管理。

# fixme PyQt线程科学用法
self.thread = QThread()
#实例外线程对象 workThread是自己写的线程类，后面会贴出来
self.work_thread = workThread()
# 把实例化的线程用moveToThread移到QThread管理
self.work_thread.moveToThread(self.thread)

线程类

首先写好自己的线程类，实现业务功能 ，因为我这里是由于图像处理耗时，直接把原来的代码贴过来，稍加修改的。要注意的是线程之间的通信，以及是否会有资源竞争等情况。 QtCore.Signal和QtCore.pyqtSignal是一样的，我这里这样写是开源的labelme是这样的，我就采用原样写法。都是信号定义的方式。

class workThread(QObject):
    #图像处理完成信号
    to_show_img_signal = QtCore.Signal(QtGui.QImage)

    def __init__(self):
        super(workThread, self).__init__()
       
    def work(self):
       
        global imageData
        global mask_list
        """
        省略图像
        处理相关代码
        """
        #处理完成发送信号
        self.to_show_img_signal.emit(qimage)

   

线程通信

线程通信的方式：全局变量，消息传递(PyQt信号槽机制)

我这里采用的是全局变量，在Mianwindow类和workThread类之外定义了两个全局变量，在两个类使用到改变量都需要加global，才能实现全局效果。

大家可能会疑问，我为什么要使用全局变量，作为线程通信的方式，为什么不用 信号槽？我最开始也是想用信号槽，也是这么做的，但是会报错。因为我这里使用线程的同时需要主界面发送图像数据给子线程，子线程处理完毕后，发送给主界面显示。也就是线程双向通信。

信号槽机制：子线程向主页面发送信号以及数据确实很方便。但是主界面发送数据给子线程就会出问题。使用信号槽程序会出现如下错误，获取不到信号的connect方法。

'PyQt5.QtCore.pyqtSignal' object has no attribute 'connect

上面的报错，我以前也遇到过，也有解决方案，但是这次问题和这个报错不沾边的....

信号的正确定义和使用以及上面报错解决方案：https://memory-qianxiao.blog.csdn.net/article/details/105754667

所以我就猜想信号槽是子线程向主界面发送信号使用的，如果要主界面发送数据给子线程，需要其他方法实现。 

线程类在主界面实例化与使用

这里贴出来的代码是我代码里面线程使用精简化后的，为了方便大家理解，同时写了注释，比较核心的几行代码就是init里面那几行。这个是科学使用PyQt线程的模板了。尤其注意线程完毕时，需要关闭线程， 线程不会自己关闭的。

class MainWindow(QtWidgets.QMainWindow):
    def __init__(self):
        # fixme PyQt线程科学用法
        self.thread = QThread()
        # 实例化线程类
        self.work_thread = workThread()
        #moveToThread方法把实例化线程移到Thread管理
        self.work_thread.moveToThread(self.thread)
        # 线程开始执行之前，从相关线程发射信号
        self.thread.started.connect(self.work_thread.work)
        #接收子线程信号发来的数据
        self.work_thread.to_show_img_signal.connect(self.show_img_in_labelme)
        # 线程执行完成关闭线程
        self.thread.finished.connect(self.threadStop)

    def threadStart(self):
        # 开启线程
        self.thread.start()

    def threadStop(self):
        # 退出线程
        self.thread.quit()

    #接收线程数据的槽函数
    def show_img_in_labelme(self, qimage):
        self.onNewBrightnessContrast(qimage)

开启线程

我们这里需要特别注意，线程的开启应在主界面里面，当有需要处理耗时操作的时候，就主动开启一个线程，处理耗时任务，处理完毕，检测线程执行完毕，就需要关闭。上面已经定义了开启方法。所以只需要在用到的地方调用函数即可。

def eraser_or_brush(self, coordinate):
    #全局变量
    global mask_list  
    global imageData
    #业务逻辑代码
    """橡皮擦功能"""
      
    """笔刷功能（逆向橡皮擦）"""

    #主动开启一个线程
    self.thread.start()

    # 设置撤销按钮是否可用
    self.actions.undo.setEnabled(self.isHasMaskImage())

补充(信号的方式实现线程双向通信)：

补充时间：20201年1月5日

上面的方式是基于全局变量，实现主线程和子线程的通信，子线程处理完毕向主线程发送信号。现在这里补充另一种写法思路：在主线程一开始（init初始化）就开启一个线程挂在后台，在有需要的的时候，就发送数据和信号，去让线程处理，处理完毕在发送信号给主线程。

线程类

与上面的线程类不同的是这里线程处理方法多了两个参数一个信号。

from qtpy.QtCore import QObject, QThread
from qtpy import QtCore, QtGui
import cv2
import numpy as np
from . import utils
import time

class ImageProcessingThread(QObject):
    #处理完毕图像数据信号
    to_show_img_signal = QtCore.Signal(QtGui.QImage)
    #线程接收参数信号
    to_start_image_process_thread_signal = QtCore.Signal(bytes, list)

    def __init__(self):
        super(ImageProcessingThread, self).__init__()
     
    #接收两个个参数的方法
    def work(self, imageData, mask_list):
         
        """图像处理业务过程"""
        
        #处理完毕发送信号
        self.to_show_img_signal.emit(qimage)

线程实例化与开启线程挂在后台

class MainWindow(QtWidgets.QMainWindow):
    def __init__(self):
        # fixme PyQt线程科学用法
        self.thread = QThread()
        # 初始化线程类传参
        self.image_process_thread = ImageProcessingThread()
        self.image_process_thread.moveToThread(self.thread)
        # 连接槽函数
        self.image_process_thread.to_start_image_process_thread_signal.connect(self.image_process_thread.work)
        self.image_process_thread.to_show_img_signal.connect(self.show_img_in_labelme)
        # 开启线程 一直挂在后台
        self.thread.start()

发送信号，线程处理数据

def eraser_or_brush(self, coordinate):
    # 业务逻辑代码
    """橡皮擦功能"""
    """笔刷功能（逆向橡皮擦）"""
    
    # 发送信号给线程，让线程开始工作
    self.image_process_thread.to_start_image_process_thread_signal.emit(self.imageData, self.mask_list)
    # 设置撤销按钮是否可用
    self.actions.undo.setEnabled(self.isHasMaskImage())

 

结语

希望我这篇文章对你有所帮助，希望三连，不胜感激~

多线程，多进程这一块其实还是挺难的，虽然代码很短，但是要具体实现某个复杂一点的功能，要控制好真的不的不容易~要花大量时间去采坑，去看别人的参考资料~而现在网上资料太多了，很多博主又是直接把转载或者把别人文章原样不动发表，让我们要花更多的时间去看找资料，真的很难受~

我的这篇文章主要是把我的心得体会与精简化的代码贴出来，供大家学习，相当于一个模版。大家少了采坑的过程，可能会对多线程理解还不够，不能理解我的一些做法，不过我会把我觉得有用参考文章给大家贴到后面。供大家去参考，理解。

参考文章

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• 使用PyQt线程的正确姿势
• pyqt5 的多线程（QThread）遇到的坑（一）
• PyQt5开发学习(三）--使用moveToThread异步刷新UI
• pyqt多线程moveToThread的使用