PyQt5进阶（二）——多线程：QThread & 事件处理

接上篇…

2. QThread

要使用QThread开始一个线程，可以创建它的一个子类，然后覆盖其QThread.run()函数

class Thread(QThread):

    def __init__(self):
        super().__init__()

    def run(self):
        # 线程相关代码
        pass

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

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，线程启动后，会调用其实现的run方法，该方法就是线程的执行函数，当run()退出之后线程基本就结束了。

QThread类中的常用方法：

方法	描述
start()	启动线程
wait()	阻止线程
sleep(s)	强制当前线程睡眠s秒

QThread类中的常用信号：

信号	描述
started	在开始执行run()函数之前，从相关线程发射此信号
finished	在程序完成业务逻辑时，从相关线程发射此信号

当在窗口中显示的数据比较简单时，可以把读取数据的业务逻辑放在窗口的初始化代码中；但如果读取数据的时间比较长，比如网络请求数据的时间比较长，则可以把这部分逻辑放在QThread线程中，实现界面的数据显示和数据读取的分离.

• 分离界面显示和数据读取：

from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtWidgets import *
import sys

class Worker(QThread):
    sinOut = pyqtSignal(str) # 自定义信号，执行run()函数时，从相关线程发射此信号

    def __init__(self, parent=None):
        super(Worker, self).__init__(parent)
        self.working = True
        self.num = 0

    def __del__(self):
        self.working = False
        self.wait()

    def run(self):
        while self.working == True:
            file_str = 'File index {0}'.format(self.num) # str.format()
            self.num += 1

            # 发出信号
            self.sinOut.emit(file_str)

            # 线程休眠2秒
            self.sleep(2)


class MainWidget(QWidget):
    def __init__(self, parent=None):
        super(MainWidget, self).__init__(parent)

        self.setWindowTitle("QThread 例子")

        # 布局管理
        self.listFile = QListWidget()
        self.btnStart = QPushButton('开始')
        layout = QGridLayout(self)
        layout.addWidget(self.listFile, 0, 0, 1, 2)
        layout.addWidget(self.btnStart, 1, 1)

        # 连接开始按钮和槽函数
        self.btnStart.clicked.connect(self.slotStart)

        # 创建新线程，将自定义信号sinOut连接到slotAdd()槽函数
        self.thread = Worker()
        self.thread.sinOut.connect(self.slotAdd)

    # 开始按钮按下后使其不可用，启动线程
    def slotStart(self):
        self.btnStart.setEnabled(False)
        self.thread.start()

    # 在列表控件中动态添加字符串条目
    def slotAdd(self, file_inf):
        self.listFile.addItem(file_inf)


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

上一个例子中，虽然解决了界面的数据显示和数据读取的分离，但是如果数据的读取非常消耗时间，则会造成界面卡死，下面是一个需要耗费很长时间读取数据的例子

• 界面卡死：

import sys
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtWidgets import *

global sec
sec = 0

def setTime():
    global sec
    sec += 1
    # LED显示数字+1
    lcdNumber.display(sec)

def work():
    # 计时器每秒计数
    timer.start(1000)

    # 开始一次非常耗时的计算
    # 这里用一个2 000 000 000次的循环来模拟
    for i in range(200000000):
        pass

    timer.stop()


if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    top = QWidget()
    top.resize(300, 120)

    # 垂直布局类QVBoxLayout
    layout = QVBoxLayout(top)

    # 添加控件
    lcdNumber = QLCDNumber()
    layout.addWidget(lcdNumber)
    button = QPushButton("测试")
    layout.addWidget(button)
    timer = QTimer()

    # 每次计时结束，触发setTime
    timer.timeout.connect(setTime)

    # 连接测试按钮和槽函数work
    button.clicked.connect(work)

    top.show()
    sys.exit(app.exec_())

程序的运行逻辑如下：

正常情况下，在点击按钮之后，LCD上的数字会随着时间发生变化，但是在实际运行过程中会发现点击按钮之后，程序界面直接停止响应，直到循环结束才开始重新更新，于是计时器始终显示为0。

在上面这个程序中没有引入新的线程，PyQt中所有的窗口都在UI主线程中（就是执行了QApplication.exec()的线程），在这个线程中执行耗时的操作会阻塞UI线程，从而让窗口停止响应。

为了避免出现上述问题，要使用QThread开启一个新的线程，在这个线程中完成耗时的操作：

• 分离UI主线程与工作线程

import sys
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui import *
from PyQt5.QtWidgets import *

global sec
sec = 0

# 增加了一个继承自QThread类的类，重新写了它的run()函数
# run()函数即是新线程需要执行的：执行一个循环；发送计算完成的信号。
class WorkThread(QThread):
    trigger = pyqtSignal()

    def __int__(self):
        super(WorkThread, self).__init__()

    def run(self):
        for i in range(2000000000):
            pass

        # 循环完毕后发出信号
        self.trigger.emit()


def countTime():
    global sec
    sec += 1
    # LED显示数字+1
    lcdNumber.display(sec)


def work():
    # 计时器每秒计数
    timer.start(1000)
    # 计时开始
    workThread.start()
    # 当获得循环完毕的信号时，停止计数
    workThread.trigger.connect(timeStop)


def timeStop():
    timer.stop()
    print("运行结束用时", lcdNumber.value())
    global sec
    sec = 0


if __name__ == "__main__":
    app = QApplication(sys.argv)
    top = QWidget()
    top.resize(300, 120)

    # 垂直布局类QVBoxLayout
    layout = QVBoxLayout(top)

    # 加个显示屏
    lcdNumber = QLCDNumber()
    layout.addWidget(lcdNumber)
    button = QPushButton("测试")
    layout.addWidget(button)

    timer = QTimer()
    workThread = WorkThread()

    button.clicked.connect(work)

    # 每次计时结束，触发 countTime
    timer.timeout.connect(countTime)

    top.show()
    sys.exit(app.exec_())

程序运行逻辑简单说明：

按下按钮后，计时器开始计数，并启动一个新的线程，在这个线程里，执行一个循环并在循环结束时发送完成信号，在完成信号发出后，执行与之相关联的槽函数，关闭定时器。

再次运行程序，界面有了响应。

3. 事件处理

对于执行很耗时的程序来说，由于PyQt需要等待程序执行完毕才能进行下一步，这个过程表现在界面上就是卡顿；而如果在执行这个耗时程序时不断地运行QApplication.processEvents()，那么就可以实现一边执行耗时程序，一边刷新页面的功能，会给人一种相对更流畅的感觉，QApplication.processEvents()的使用方法是，在主函数执行耗时操作的地方，加入QApplication.processEvents()，processEvents()函数的使用方法简单来说就是刷新页面。

from PyQt5.QtWidgets import QWidget, QPushButton, QApplication, QListWidget, QGridLayout
import sys
import time


class WinForm(QWidget):

    def __init__(self, parent=None):
        super(WinForm, self).__init__(parent)
        self.setWindowTitle("实时刷新界面例子")
        self.listFile = QListWidget()
        self.btnStart = QPushButton('开始')

        layout = QGridLayout(self)
        layout.addWidget(self.listFile, 0, 0, 1, 2)
        layout.addWidget(self.btnStart, 1, 1)
        self.setLayout(layout)

        self.btnStart.clicked.connect(self.slotAdd)

    def slotAdd(self):
        for n in range(10):
            str_n = 'File index {0}'.format(n)
            self.listFile.addItem(str_n)
            QApplication.processEvents()
            time.sleep(1)


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

如果不添加QApplication.processEvents()，会在卡顿之后显示输出全部结果，添加之后，也不能保证每个都是逐行显示，只是比不加相对流畅一点，效果是不如多线程的。