python GUI库图形界面开发之PyQt5线程类QThread详细使用方法

脚本专栏 2024/11/25 佚名

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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）：
    #线程相关的代码
    pass

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

方法描述 start() 启动线程 wait() 阻止线程，直到满足如下条件之一与此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 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

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 当程序完成业务逻辑时，从相关线程发射此信号

QThread的使用方法实例

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


class MainWidget(QWidget):
  def __init__(self, parent=None):
    super(MainWidget, self).__init__(parent)
    #设置标题
    self.setWindowTitle('QThread多线程例子')

    #实例化多线程对象
    self.thread = Worker()

    #实例化列表控件与按钮控件
    self.listFile = QListWidget()
    self.btnStart = QPushButton('开始')

    #把控件放置在栅格布局中
    layout = QGridLayout(self)
    layout.addWidget(self.listFile, 0, 0, 1, 2)
    layout.addWidget(self.btnStart, 1, 1)

    #信号与槽函数的连接
    self.btnStart.clicked.connect(self.slotStart)
    self.thread.sinOut.connect(self.slotAdd)

  def slotAdd(self, file_inf):
    #向列表控件中添加条目
    self.listFile.addItem(file_inf)

  def slotStart(self):
    #开始按钮不可点击，线程开始
    self.btnStart.setEnabled(False)
    self.thread.start()


class Worker(QThread):
  sinOut = pyqtSignal(str)

  def __init__(self, parent=None):
    super(Worker, self).__init__(parent)
    #设置工作状态与初始num数值
    self.working = True
    self.num = 0

  def __del__(self):
    #线程状态改变与线程终止
    self.working = False
    self.wait()

  def run(self):
    while self.working == True:
      #获取文本
      file_str = 'File index{0}'.format(self.num)
      self.num += 1
      # 发射信号
      self.sinOut.emit(file_str)
      # 线程休眠2秒
      self.sleep(2)


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

运行效果图如下

代码分析

在这个例子中，单击开始按钮，会在后台定时读取数据，并把返回的数据显示在界面中，首先使用以下代码进行布局，把列表控件和按钮控件放在栅格布局管理器中

#实例化列表控件与按钮控件
self.listFile = QListWidget()
self.btnStart = QPushButton('开始')

#把控件放置在栅格布局中
layout = QGridLayout(self)
layout.addWidget(self.listFile, 0, 0, 1, 2)
layout.addWidget(self.btnStart, 1, 1)

然后将按钮的clicked信号连接到槽函数，单击开始触发槽函数

self.btnStart.clicked.connect(self.slotStart)
def slotStart(self):
    #开始按钮不可点击，线程开始
    self.btnStart.setEnabled(False)
    self.thread.start()

比较复杂的是线程的信号，将线程的sinOut信号连接到slotAdd（）槽函数，SlotAdd（）函数负责在列表控件中动态添加字符串条目

self.thread.sinOut.connect(self.slotAdd)
def slotAdd(self，file_inf)：
    #向列表控件中添加条目
    self.listFile.addItem(file_inf)

定义一个线程类，继承自QThread，当线程启动时，执行run（）函数

class Worker(QThread):
  sinOut = pyqtSignal(str)

  def __init__(self, parent=None):
    super(Worker, self).__init__(parent)
    #设置工作状态与初始num数值
    self.working = True
    self.num = 0

  def __del__(self):
    #线程状态改变与线程终止
    self.working = False
    self.wait()

  def run(self):
    while self.working == True:
      #获取文本
      file_str = 'File index{0}'.format(self.num)
      self.num += 1
      # 发射信号
      self.sinOut.emit(file_str)
      # 线程休眠2秒
      self.sleep(2)

多线程失败案例

import sys
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5.QtCore import *
from PyQt5.QtGui 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)
  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
  layout=QVBoxLayout(top)
  #添加一个显示面板
  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)
  button.clicked.connect(work)

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

失败效果图如下

长时间停留在此界面，知道多线程任务完成后，此界面才会动，当耗时程序非常大时，就会造成程序运行失败的假象，实际还是在后台运行的，只是没有显示在主窗口的界面上，当然用户体验也就非常差,那么如何解决这个问题呢，下面实例三进行解答

分离UI主线程与工作线程实例

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

global sec
sec = 0


class WorkThread(QThread):
  #实例化一个信号对象
  trigger = pyqtSignal()

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

  def run(self):
    #开始进行循环
    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():
  #定时器停止
  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)

  # 加显示屏，按钮到布局中
  lcdNumber = QLCDNumber()
  layout.addWidget(lcdNumber)
  button = QPushButton("测试")
  layout.addWidget(button)

  #实例化定时器与多线程类
  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_())

运行效果，程序主界面的数值会每秒增加1，直到循环结束，这里就避免了主界面长时间不动的尴尬！

QThread线程事件处理实例

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，而如果需要执行这个耗时程序时不断的刷新界面。那么就可以使用QApplication.processEvents()，那么就可以一边执行耗时程序，一边刷新界面的功能，给人的感觉就是程序运行很流畅，因此QApplicationEvents()的使用方法就是，在主函数执行耗时操作的地方，加入QApplication.processEvents()

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

class WinForm(QWidget):
  def __init__(self,parent=None):
    super(WinForm, self).__init__(parent)
    #设置标题与布局方式
    self.setWindowTitle('实时刷新界面的例子')
    layout=QGridLayout()

    #实例化列表控件与按钮控件
    self.listFile=QListWidget()
    self.btnStart=QPushButton('开始')

    #添加到布局中指定位置
    layout.addWidget(self.listFile,0,0,1,2)
    layout.addWidget(self.btnStart,1,1)

    #按钮的点击信号触发自定义的函数
    self.btnStart.clicked.connect(self.slotAdd)
    self.setLayout(layout)
  def slotAdd(self):
    for n in range(10):
      #获取条目文本
      str_n='File index{0}'.format(n)
      #添加文本到列表控件中
      self.listFile.addItem(str_n)
      #实时刷新界面
      QApplication.processEvents()
      #睡眠一秒
      time.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
  app=QApplication(sys.argv)
  win=WinForm()
  win.show()
  sys.exit(app.exec_())