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PyQt5執(zhí)行耗時操作導致界面卡死或未響應(yīng)的原因及解決辦法

更新時間：2023年12月11日 16:19:51 作者：bill_love_c

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于PyQt5執(zhí)行耗時操作導致界面卡死或未響應(yīng)的原因及解決辦法,由于耗時的操作會獨占系統(tǒng)cpu資源,讓界面卡死在那里,文中通過代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下

問題場景：

當用PyQt5開發(fā)一個GUI界面，需要執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯時，后臺邏輯執(zhí)行時間長，界面就容易出現(xiàn)卡死、未響應(yīng)等問題。

問題原因：

在PyQt中，GUI界面本身就是一個處理事件循環(huán)的主線程，當進行耗時操作時，主線程GUI需要等待操作完成后才會響應(yīng)，在等待這段時間，整個GUI就處于卡死的狀態(tài)。在windows下，系統(tǒng)會認為這個程序運行出錯了，會自動顯示未響應(yīng)，如果這時有其他的操作，整個程序就會卡死崩潰。

解決辦法：

另開一個線程來執(zhí)行這個耗時操作（使用QThread）

from PyQt5.QtCore import QThread

通過繼承QThread并重寫run()方法的方式實現(xiàn)多線程代碼的編寫。
結(jié)構(gòu)大體如下：

class Worker(QThread):
    def __init__(self):
        super().__init__()
    def run(self):
        --snip--

把耗時操作放到一個Worker線程中的run()函數(shù)下執(zhí)行，在GUI類文件中綁定操作的地方，創(chuàng)建Worker進程實例，啟動進程即可。

t = Worker()
t.start()

進階用法

上文中的方法開啟了一個新的線程去完成耗時操作；在GUI界面運行的過程中，常需要與新的線程之間保持信息的傳遞即“通信”，在pyqt5中這通過信號去實現(xiàn)，這樣能保證GUI界面對后臺操作進行實時的響應(yīng)，例如：按鈕狀態(tài)的更新、文字瀏覽窗口的消息變化、子窗口的打開及關(guān)閉等。

信號及自定義信號

在PyQt5中，信號與槽的使用有如下一些特點：

· 一個信號可以關(guān)聯(lián)多個槽函數(shù)。

· 一個信號也可以關(guān)聯(lián)其他信號。

· 信號的參數(shù)可以是任何Python數(shù)據(jù)類型。

· 一個槽函數(shù)可以和多個信號關(guān)聯(lián)。

· 關(guān)聯(lián)可以是直接的（同步）或排隊的（異步）。

· 可以在不同線程之間建立關(guān)聯(lián)。

· 信號與槽也可以斷開關(guān)聯(lián)。

在自定義類中還可以自定義信號。使用自定義信號在程序的對象之間傳遞信息是非常方便的，使用PyQt5.QtCore.pyqtSignal()為一個類定義新的信號。要自定義信號，類必須是QObject類的子類。pyqtSignal()的句法是：

        pyqtSignal(types[, name[, revision=0[, arguments=[]]]])

信號可以帶有參數(shù)types，后面的參數(shù)都是一些可選項，基本不使用。信號需要定義為類屬性，這樣定義的信號是未綁定（unbound）信號。當創(chuàng)建類的實例后，PyQt5會自動將類的實例與信號綁定，這樣就生成了綁定的（bound）信號。這與Python語言從類的函數(shù)生成綁定的方法的機制是一樣的。一個綁定的信號（也就是類的實例對象的信號）具有connect()、disconnect()和emit()這3個函數(shù)，分別用于關(guān)聯(lián)槽函數(shù)、斷開與槽函數(shù)的關(guān)聯(lián)、發(fā)射信號。

使用示例

通過信號的emit()函數(shù)發(fā)射信號。在類的某個狀態(tài)發(fā)生變化，需要通知外部發(fā)生了這種變化時，發(fā)射相應(yīng)的信號。如果信號關(guān)聯(lián)了一個槽函數(shù)，就會執(zhí)行槽函數(shù)，如果信號沒有關(guān)聯(lián)槽函數(shù)，就不會產(chǎn)生任何動作。

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

# Form implementation generated from reading ui file 'Qua_Ins.ui'
#
# Created by: PyQt5 UI code generator 5.15.4 @bill_love_3
import sys
import os
import time
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal, QObject
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtGui import *


class Worker(QThread, QObject):  # 自定義信號，執(zhí)行run()函數(shù)時，從線程發(fā)射此信號
    sinOut = pyqtSignal(str)
    sinEnd = pyqtSignal()

    def __init__(self, obj, parent=None):
        QThread.__init__(self, parent)
        QObject.__init__(self, parent)
        self.obj = obj

    def Threading_topo(self):  # CheckTopology子進程輸出讀取方法
         --snip-- # 耗時操作，約300S左右

    def run(self):
        self.sinOut.emit('...正在導入數(shù)據(jù)...')
        time.sleep(2)
        self.sinOut.emit('...開始檢查...')
        time.sleep(1)
        myQIns = QI(self.obj.filename)
        myQIns.line_lsit.append(os.path.basename(self.obj.filename) + '\n')
        # ---------------------開啟Check Topology子進程  ----------------------------------------------
        if self.obj.checkBox_Topology.isChecked():
            self.sinOut.emit('-----------------檢查中----請等待程序完成請勿關(guān)閉----\n')
            self.Threading_topo()
        myQIns.Complete_check()
        self.sinOut.emit('檢查完成。\n')
        time.sleep(2)
        myQIns.WriteTxt()
        self.sinOut.emit('報告生成中...\n')
        time.sleep(2)
        myQIns.CleanGdb()
        self.sinEnd.emit()

上面的片段就是一個完整的通過繼承QThread, QObject類生成的自定義類，由它開啟一個新的線程完成GUI程序中耗時的業(yè)務(wù)邏輯操作，保證GUI的主線程不會停下來等待，一直處于事件循環(huán)的狀態(tài)。在GUI的類文件中，通過調(diào)用產(chǎn)生該Worker()類的實例，在需要進行該操作的信號綁定處開啟線程。

class Ui_MainWindow():
    def __init__(self):
        self.filename = ''
        self.thread_btn_start = Worker(self, None)

這里將GUI的類創(chuàng)建的對象本身(self)作為obj參數(shù)傳遞到Worker()類中，可以看到Worker類中的self.obj.filename對應(yīng)GUI類中的self.filename；通過這種用法可以實現(xiàn)GUI主線程對Worker開啟的線程的信息傳遞，這種用法與類的嵌套中內(nèi)部類和外部類之間通信的方法是一致的。

    def pushButton_start_event(self):  # 檢查按鈕綁定事件
        if self.filename:
            self.thread_btn_start.sinOut.connect(self.text_browser_show)
            self.thread_btn_start.sinEnd.connect(self.set_pushButton)
            self.thread_btn_start.start()

這里設(shè)置Worker線程中sinOut、sinEnd信號綁定的槽函數(shù)，之后開啟線程。

注意

不要嘗試在Worker開啟的線程中去設(shè)置GUI界面中的控件屬性，因為可能會導致未知的錯誤；pyqt最重要的特點信號和槽函數(shù)其中的一個用法就是用于各對象之間的信息傳遞，所以總是應(yīng)該用信號去傳遞信息，包括對其他控件的狀態(tài)修改等諸如此類的操作。

    def set_pushButton(self):
        self.pushButton_start.setEnabled(True)
        self.pushButton_chose.setEnabled(True)

這里通過thread_btn_start.sinEnd信號綁定的set_pushButton槽函數(shù)設(shè)置pushButton_start按鈕的狀態(tài)。

總結(jié)

通過自定義信號和繼承重寫QThread類的run()函數(shù)的方法可以很好的解決耗時操作導致界面卡死的問題。但也存在一些不足，比如增加額外的資源開銷、程序整體執(zhí)行時間變長了（變慢了）；當然在更好的操作體驗面前這些都是可以忽略的，畢竟GUI(Graphical User Interface)的定義就是圖形用戶界面。

其他補充

應(yīng)該將信號綁定放在需要多次操作的函數(shù)外部，否則應(yīng)設(shè)置操作完成后的判斷條件去斷開信號綁定；不然會出現(xiàn)信號多次綁定到同一槽函數(shù)，結(jié)果就是一次信號傳遞執(zhí)行兩次已綁定槽函數(shù)。

class Ui_MainWindow(object):

    def __init__(self):
        self.filename = ''
        self.thread_btn_start = Worker(self, None)
        self.thread_btn_start.sinOut.connect(self.text_browser_show)
        self.thread_btn_start.sinEnd.connect(self.set_pushButton)

    def pushButton_start_event(self):  # 檢查按鈕綁定事件
        if self.filename:
            self.pushButton_start.setEnabled(False)
            self.pushButton_chose.setEnabled(False)
            self.thread_btn_start.start()
            
    def set_pushButton(self):
        self.pushButton_start.setEnabled(True)
        self.pushButton_chose.setEnabled(True)