Pyqt5實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程程序的使用示例

更新時(shí)間：2023年11月23日 15:53:34 作者：唐BiuBiu

Pyqt常常使用主從架構(gòu)（Master-Workers 架構(gòu)）來(lái)避免界面卡死的情況,本文主要介紹了Pyqt5實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程程序的使用示例,感興趣的可以了解一下

主從架構(gòu)

Pyqt常常使用**主從架構(gòu)（Master-Workers 架構(gòu)）**來(lái)避免界面卡死的情況。

Master-Workers 架構(gòu)就像它的名字，一個(gè)master統(tǒng)領(lǐng)著幾個(gè)workers一起干活。其中某個(gè)worker倒下了不會(huì)導(dǎo)致整體任務(wù)失敗。matser不用干活，因此可以專(zhuān)心指揮workers。

在qt5中，master代表主線(xiàn)程，主要維持主界面的運(yùn)行。當(dāng)觸發(fā)某項(xiàng)耗時(shí)耗力的任務(wù)時(shí)，主線(xiàn)程將這項(xiàng)任務(wù)分配給其他線(xiàn)程（workers）來(lái)做。其他線(xiàn)程出現(xiàn)了災(zāi)難性的錯(cuò)誤，不會(huì)影響到主線(xiàn)程，因此程序不會(huì)完全崩潰。且主線(xiàn)程不承擔(dān)耗時(shí)耗力的任務(wù)，因此避免了復(fù)雜運(yùn)算時(shí)主界面卡頓的問(wèn)題。

進(jìn)程和線(xiàn)程詳見(jiàn)1

pyqt5多線(xiàn)程的架構(gòu)一般由三個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)：

Gui.py：只存放GUI界面，一般是Qt Designer生成的代碼，無(wú)需做任何修改
Thread.py：從線(xiàn)程，主要的邏輯代碼都放在這里。接收主線(xiàn)程的指令，并向主線(xiàn)程返回信號(hào)。
Main.py：主線(xiàn)程，負(fù)責(zé)運(yùn)行GUI界面，向從線(xiàn)程發(fā)送指令并接收從線(xiàn)程返回的信號(hào)。

GUI模塊

Qt Designer保存的文件為Gui.ui的格式，使用下面命令轉(zhuǎn)為Gui.py。

pyuic5 Gui.ui -o Gui.py

轉(zhuǎn)換后的代碼結(jié)構(gòu)如下，我們不需要對(duì)這個(gè)代碼做任何修改。

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

# Form implementation generated from reading ui file 'mainwindow.ui'
#
# Created by: PyQt5 UI code generator 5.5.1
#
# WARNING! All changes made in this file will be lost!

from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets

class Ui_MainWindow(object): # 注意這個(gè)類(lèi)名，后面在Main.py中找到它
    def setupUi(self, MainWindow):
        MainWindow.setObjectName("MainWindow")
        # ------- 省略很多行... ------- #
        self.retranslateUi(MainWindow)
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)
    
    def retranslateUi(self, MainWindow):
        _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
        MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "標(biāo)題"))
        # ------- 省略很多行... ------- #

不同線(xiàn)程間的信號(hào)與槽

在討論主線(xiàn)程和從線(xiàn)程之前，首先要明確線(xiàn)程間傳遞信號(hào)的方法2。

主 -> 從

主線(xiàn)程到從線(xiàn)程的信號(hào)就是最基本信號(hào)與槽的機(jī)制，使用槽函數(shù)來(lái)與從線(xiàn)程通信。一般是Wight被clicked，然后觸發(fā)槽函數(shù)。傳遞的路徑為：1.觸發(fā)信號(hào)事件 -> 2.信號(hào)clicked -> 3.槽函數(shù)接收信號(hào)并運(yùn)行。使用以下語(yǔ)句綁定槽函數(shù)：

from Thread import New_thread # 從線(xiàn)程的引用

class MainWindow(QMainWindow, Ui_MainWindow):

    def __init__(self, parent=None) -> None:
        super(MainWindow,self).__init__(parent)
        self.setupUi(self)
        
        # ----------------------------------------- #
        # ↓↓↓↓↓↓↓ 不用管上面的代碼，主要看下面 ↓↓↓↓↓↓↓ #
        # ----------------------------------------- #
        
        self.thread = None # 先預(yù)定義一個(gè)從線(xiàn)程的實(shí)例屬性，這里無(wú)需將從線(xiàn)程實(shí)例化
        # self.btn為Ui_MainWindow中定義的按鈕，這里將按鈕點(diǎn)擊的信號(hào)與槽函數(shù)self.func連接起來(lái)
        self.btn.clicked.connect(self.func) 

    def func(self):
        self.thread = New_thread() # 在槽函數(shù)中實(shí)例化從線(xiàn)程，然后就可以操作從線(xiàn)程了
        self.thread.start()
        pass

有時(shí)我們需要向槽函數(shù)傳遞參數(shù)，一般使用偏函數(shù)或lambda，偏函數(shù)可參見(jiàn)3：

from functools import partial # 偏函數(shù)的引用
from Thread import New_thread # 從線(xiàn)程的引用

class MainWindow(QMainWindow, Ui_MainWindow):

    def __init__(self, parent=None) -> None:
        super(MainWindow,self).__init__(parent)
        self.setupUi(self)
        
        # ----------------------------------------- #
        # ↓↓↓↓↓↓↓ 不用管上面的代碼，主要看下面 ↓↓↓↓↓↓↓ #
        # ----------------------------------------- #
        
        self.thread = None # 先預(yù)定義一個(gè)從線(xiàn)程的實(shí)例屬性，這里無(wú)需將從線(xiàn)程實(shí)例化
        # 第一種方法：這個(gè)槽函數(shù)被寫(xiě)成了偏函數(shù)的形式 partial(self.func, param1, param2)
	    self.btn1.clicked.connect(partial(self.func, param1=1, param2=2)) 
        # 第二種方法：這個(gè)槽函數(shù)被寫(xiě)成了lambda的形式 lambda：self.func(param1=1, param2=2)
        self.btn2.clicked.connect(lambda：self.func(param1=1, param2=2))
        
    # 這個(gè)槽函數(shù)監(jiān)聽(tīng)了兩個(gè)信號(hào)哦
    def func(self, param1, param2):
         # 在槽函數(shù)中實(shí)例化從線(xiàn)程，然后就可以操作從線(xiàn)程了
        self.thread = New_thread(param1, param2) # 從線(xiàn)程實(shí)例化也可以放在__init__里面，但我喜歡放在這。
        self.thread.start()
        pass

從 -> 主

從線(xiàn)程向主線(xiàn)程傳遞信號(hào)一般使用自定義信號(hào)，觸發(fā)后，從線(xiàn)程的自定義信號(hào)傳遞給主線(xiàn)程連接的槽函數(shù)。觸發(fā)的路徑為1.從線(xiàn)程觸發(fā)信號(hào)emit -> 2.聲明信號(hào)pyqtSignal -> 3.傳遞給主線(xiàn)程連接的槽函數(shù)。使用下面代碼建立自定義信號(hào)。

先在Thread.py中定義信號(hào)：

# Thread.py
from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal

class New_Thread(QThread):
    # 聲明定義信號(hào)，注意它必須是類(lèi)屬性。
    mySignal = pyqtSignal(int,str) # 后面的參數(shù)是信號(hào)的數(shù)據(jù)類(lèi)型
    
    def __init__(self) -> None:
        super(New_Thread, self).__init__(parent)
        pass 
    
    def run(self):
        pass
    
    # ------------------------------------------ #
    # ↓↓↓↓↓↓↓ 上面的兩個(gè)函數(shù)不用理會(huì)，看下面 ↓↓↓↓↓↓↓ #
    # ------------------------------------------ #
    
    # 下面是從線(xiàn)程的邏輯代碼
    def func(self):
        # ------- 省略很多邏輯代碼... ------- #
        # 向主線(xiàn)程發(fā)送信號(hào)
        self.mySignal.emit(1,"Hello, Pyqt5")

在主線(xiàn)程Main.py中監(jiān)聽(tīng)信號(hào)并連接到槽：

# Main.py
from Thread import New_thread # 從線(xiàn)程的引用

class MainWindow(QMainWindow, Ui_MainWindow):

    def __init__(self, parent=None) -> None:
        super(MainWindow,self).__init__(parent)
        self.setupUi(self)
        
        # ----------------------------------------- #
        # ↓↓↓↓↓↓↓ 不用管上面的代碼，主要看下面 ↓↓↓↓↓↓↓ #
        # ----------------------------------------- #
        
    def func1(self):
        self.thread = New_thread() # 從線(xiàn)程實(shí)例化(也可以放在__init__里面)
        self.thread.start()
        # 監(jiān)聽(tīng)從線(xiàn)程發(fā)出的信號(hào)，并連接到槽函數(shù)func2
        # 記得嗎？mySignal發(fā)出了兩個(gè)數(shù)據(jù)，一個(gè)是int類(lèi)型，一個(gè)str類(lèi)型
        self.thread.mySignal.connect(self.func2) 
    
    # 槽函數(shù)接收了從線(xiàn)程的信號(hào)
    def func2(self, param1:int, param2:str):
        pass

主線(xiàn)程Main模塊

主線(xiàn)程的作用是維護(hù)UI界面運(yùn)行，下面給出Main模塊的一般架構(gòu)

import sys # 顯示ui界面必要的引用
from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow, QApplication # 顯示ui界面必要的引用
from GUI import * # 引用Qt Designer生成的GUI模塊
from Thread import New_thread # 從線(xiàn)程的引用

# 第一個(gè)父類(lèi)是PyQt5.QtWidgets.QMainWindow(取決于你在Qt Designer選擇的窗口類(lèi)型)
# 第二個(gè)父類(lèi)是GUI.Ui_MainWindow
class MainWindow(QMainWindow, Ui_MainWindow): 

    def __init__(self, parent=None) -> None:
        super(MainWindow,self).__init__(parent)
        self.setupUi(self) # 初始化UI界面
        self.thread = None # 先預(yù)定義一個(gè)從線(xiàn)程的實(shí)例屬性，這里無(wú)需將從線(xiàn)程實(shí)例化
        self.btn1.clicked.connect(self.func1) # 綁定控件的槽函數(shù)，以啟動(dòng)從線(xiàn)程
        self.thread.finished.connect(self.func3) # 監(jiān)聽(tīng)線(xiàn)程是否完成任務(wù)，以結(jié)束從線(xiàn)程
        # 省略一萬(wàn)行綁定槽函數(shù)的代碼...
        
    # 定義槽函數(shù)，這里可以放入從線(xiàn)程。
    def func1(self):
        self.thread = New_Thread() # 實(shí)例化一個(gè)從函數(shù)
        self.thread.start()
        self.thread.mySignal.connect(self.func2) # 監(jiān)聽(tīng)從線(xiàn)程的信號(hào)，并綁定槽函數(shù)
    
    # 定義響應(yīng)從線(xiàn)程信號(hào)的槽函數(shù)
    def func2(self,param:int):
        pass
    
    # 定義結(jié)束從線(xiàn)程的槽函數(shù)
    def func3(self):
        self.thread.stop()
    
    # 省略一萬(wàn)個(gè)槽函數(shù)...

if __name__ == '__main__':
    # 任何一個(gè)qt應(yīng)用都必須有且僅有一個(gè)QApplication對(duì)象
    # sys.argv是一組命令行參數(shù)的列表。
    # 這行代碼就是實(shí)例化一個(gè)QApplication
    app = QApplication(sys.argv) 
    
    # 主線(xiàn)程實(shí)例化
    main_window = MainWindow()
    
    # 顯示窗口
    main_window.show()
    
    # sys.exit()是Python退出進(jìn)程的函數(shù)
    # QApplication.exec_()的功能是“qt程序進(jìn)入主循環(huán)，直到exit()被調(diào)用”
    # 沒(méi)有exec_()的話(huà)，程序不會(huì)進(jìn)入主循環(huán)，會(huì)閃退。沒(méi)有sys.exit()的話(huà)，程序退出后進(jìn)程不會(huì)結(jié)束。
    sys.exit(app.exec_())

從線(xiàn)程Thread模塊

from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal
from functools import partial

class New_Thread(QThread):
    # 聲明定義信號(hào)，注意它必須是類(lèi)屬性。
    mySignal = pyqtSignal(int,str) # 后面的參數(shù)是信號(hào)的數(shù)據(jù)類(lèi)型
    finishedSignal = pyqtSignal() # 線(xiàn)程完成的信號(hào)
    
    def __init__(self) -> None:
        super(New_Thread, self).__init__(parent)
    
    # run()是父類(lèi)的方法，這里要重寫(xiě)run方法
    # 將邏輯代碼放在run里面，當(dāng)主線(xiàn)程調(diào)用thead.start()時(shí)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行run函數(shù)。
    def run(self):
        # 省略一萬(wàn)行代碼
        self.finishedSignal.emit()
    
    # 停止線(xiàn)程
    def stop(self):
        self.isRunning = False # isRunning是父類(lèi)的屬性，可以停止線(xiàn)程。

參考文章