PyQt - 使用多线程避免界面卡顿

PYQT作为界面程序包，为Pythoner快速构建界面，提供了便利性。特别是结合Pycharm扩展工具（QTdesigner）能够通过“拖拖拽拽”的方式构建简单界面。通过UIC将UI文件快速转化为PY文件，节省了时间。

　　PYQT的项目实践，必须参照MVC模式，才能形成多人工作合力，关于MVC的实践，会另起它文进行总结归纳，本文重点总结归纳PYQT项目中，因耗时操作产生界面卡顿现象时，如何通过分线程的方式，解决主界面线程等待造成界面卡顿的问题。

　　一、问题的出现

　　设计了一个界面，去局域网共享文件夹中查看是否存在文件，若存在，则在textBrowser中显示文件数量，每隔几秒钟执行一次，同时将信息Append到textBrowser中。

　　使用os.listdir(target_path)打开共享文件夹时，由于网络故障，待反馈耗时大，由于Ui_MainWindow中的方法都在主线程中进行，造成界面的卡顿。

　　二、解决思路

　　将耗时操作分离至新线程，主界面保留资源用于交互。查询网络上现有的解决思路，大致如下：利用PYQT中的QThread类，新起一个线程，用来处理共享文件夹查阅的操作，待该线程处理完成后，主线程接收子线程处理结果，append到textBrowser中。

　　三、难点

　　利用信号与槽的机制，将主、子线程建立关联关系。

　　四、如何实现

　　1、实例化Ui_MainWindow类的MyThread对象，用于填装子线程处理任务。

　　self.my_thread = MyThread()

　　2、将事件信号与槽函数建立联系，通过count函数启用线程。

　　self.StopButton.clicked.connect(self.CountFilesNum)

　　3、Count函数：

　　self.textBrowser_2.append("开始检测……")
　　self.my_thread.is_on = True
　　self.my_thread.start()#启动线程

　　4、设计MyThread类，继承Qthread类

　　my_signal = pyqtSignal(str) #

　　tipwords = ''
　　def __init__(self):
    　　super(MyThread, self).__init__()
    　　self.tipwords = ''
    　　self.is_on = True

　　定义一个信号（my_signal）用于向槽函数传递字符型变量（字符会输出到textBrowser中），调用父类的INIT方法，完成初始化设置。

　　5、定义线程中的主逻辑函数：

　　all_content = os.listdir(target_path)

　　……

　　self.my_signal.emit(str(self.tipwords))

　　函数执行完，释放信号。线程中的信号关联到append函数

　　self.my_thread.my_signal.connect(self.appendTextBrowser)

　　实现了线程中数据返回主线程的目的。

　　五、总结

　　除了button中的信号与槽机制外，主、子线程也是通过信号与槽机制完成的关联，可见，信号与槽机制，确实是PYQT的核心。
在使用pyqt开发界面时，遇到了一种情况，就是在点击按钮之后，响应函数中会启动一个循环，该循环会一直执行，然后就造成界面无响应，如下所示，由于我是在Linux下运行的，所以界面直接显示成灰色（windows应该显示“无响应”）：

这是因为对于pyqt来说，界面线程是主线程，如果我们在主线程函数里面调用了一个耗时比较久的循环，可能就会造成主界面线程卡死在循环中，从而造成无法操作主界面或者主界面卡顿、卡死。

所以这种情况下必须使用多线程的方式来解决，即在主界面线程中在启动一个新的子线程，利用该子线程处理比较耗时的操作，然后通过signal-slot机制将子线程的数据反馈到主界面线程中，而且在子线程中不能操作界面。这就是所说的：UI只用来操作UI，子线程只用来处理数据，就是将UI的操作与耗时数据的处理进行分开处理。

在pyqt中，可以通过QThread建立一个线程，

2、使用多线程解决界面卡顿 - 方式1
下面介绍 QThread 的第一种用法：新建一个类 RunThread 继承自 QThread，然后在 RunThread 类中重写 run() 函数，在 run() 函数中进行耗时数据的处理。下面是它的用法：


#!/usr/bin/python
# coding:UTF-8
from PyQt5 import QtWidgets, QtCore
import sys
from PyQt5.QtCore import *
import time


# 继承QThread
class Runthread(QtCore.QThread):
    #  通过类成员对象定义信号对象
    _signal = pyqtSignal(str)
 
    def __init__(self):
        super(Runthread, self).__init__()
 
    def __del__(self):
        self.wait()
 
    def run(self):
 
        for i in range(100):
            time.sleep(0.1)
            self._signal.emit(str(i))  # 注意这里与_signal = pyqtSignal(str)中的类型相同


class Example(QtWidgets.QWidget):
    def __init__(self):
        super(Example, self).__init__()
        # 按钮初始化
        self.button = QtWidgets.QPushButton('开始', self)
        self.button.move(120, 80)
        self.button.clicked.connect(self.start_login)  # 绑定多线程触发事件
 
        # 进度条设置
        self.pbar = QtWidgets.QProgressBar(self)
        self.pbar.setGeometry(50, 50, 210, 25)
        self.pbar.setValue(0)
 
        # 窗口初始化
        self.setGeometry(300, 300, 300, 200)
        self.show()
 
        self.thread = None  # 初始化线程
 
    def start_login(self):
        # 创建线程
        self.thread = Runthread()
        # 连接信号
        self.thread._signal.connect(self.call_backlog)  # 进程连接回传到GUI的事件
        # 开始线程
        self.thread.start()
 
    def call_backlog(self, msg):
        self.pbar.setValue(int(msg))  # 将线程的参数传入进度条
 
 
if __name__ == "__main__":
    app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    myshow = Example()
    myshow.show()
    sys.exit(app.exec_())

上面的代码建立一个界面，界面中只包含了一个进度条和一个按钮，点击按钮之后，进度条开始运行。

在上面的代码中，新建了一个 RunThread 类，该类继承自 QThread 类，在 RunThread 中重写了 run() 函数，并将耗时处理放在了 run() 函数中，点击按钮之后，触发 start_login() 函数，在start_login() 中，先创建了 RunThread 线程类的对象，然后将该类中的 _signal 信号与 Example 类中的 call_back() 函数建立连接，这样，就可以在run()函数运行时，将运行时的数据传递（异步，因为信号的传递与触发有一定的延时）到主机面 Example 类中并进行显示，如下所示：

3、使用多线程解决界面卡顿 - 方式2
在pyqt中多线程的使用还有另外一种方式：RunThread 类继承自 QObject，而非继承自 QThread。这种方式使用起来比第一种要复杂，但是这种方法将数据的处理与线程的创建与启动分开进行处理，在某些场景下，采用这种方式会比较方便。

下面是第二种方式的代码：

#!/usr/bin/python
# coding:UTF-8
from PyQt5 import QtWidgets, QtCore
import sys
from PyQt5.QtCore import *
import time

# 继承 QObject
class Runthread(QtCore.QObject):
# 通过类成员对象定义信号对象
signal = pyqtSignal(str)

def __init__(self):
super(Runthread, self).__init__()
self.flag = True

def __del__(self):
print(">>> __del__")

def run(self):
i = 0
while self.flag:
time.sleep(1)
if i <= 100:
self.signal.emit(str(i)) # 注意这里与_signal = pyqtSignal(str)中的类型相同
i += 1
print(">>> run end: ")

class Example(QtWidgets.QWidget):
# 通过类成员对象定义信号对象
_startThread = pyqtSignal()

def __init__(self):
super(Example, self).__init__()
# 按钮初始化
self.button_start = QtWidgets.QPushButton('开始', self)
self.button_stop = QtWidgets.QPushButton('停止', self)
self.button_start.move(60, 80)
self.button_stop.move(160, 80)
self.button_start.clicked.connect(self.start) # 绑定多线程触发事件
self.button_stop.clicked.connect(self.stop) # 绑定多线程触发事件

# 进度条设置
self.pbar = QtWidgets.QProgressBar(self)
self.pbar.setGeometry(50, 50, 210, 25)
self.pbar.setValue(0)

# 窗口初始化
self.setGeometry(300, 300, 300, 200)
self.show()

self.myT = Runthread() # 创建线程对象
self.thread = QThread(self) # 初始化QThread子线程

# 把自定义线程加入到QThread子线程中
self.myT.moveToThread(self.thread)

self._startThread.connect(self.myT.run) # 只能通过信号-槽启动线程处理函数
self.myT.signal.connect(self.call_backlog)

def start(self):
if self.thread.isRunning(): # 如果该线程正在运行，则不再重新启动
return

# 先启动QThread子线程
self.myT.flag = True
self.thread.start()
# 发送信号，启动线程处理函数
# 不能直接调用，否则会导致线程处理函数和主线程是在同一个线程，同样操作不了主界面
self._startThread.emit()

def stop(self):
if not self.thread.isRunning(): # 如果该线程已经结束，则不再重新关闭
return
self.myT.flag = False
self.stop_thread()

def call_backlog(self, msg):
self.pbar.setValue(int(msg)) # 将线程的参数传入进度条

def stop_thread(self):
print(">>> stop_thread... ")
if not self.thread.isRunning():
return
self.thread.quit() # 退出
self.thread.wait() # 回收资源
print(">>> stop_thread end... ")

if __name__ == "__main__":
app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
myshow = Example()
myshow.show()
sys.exit(app.exec_())
该界面包含了一个进度条、一个开始按钮、一个停止按钮。当点击“开始”按钮之后，进度条会开始运行；当点击“停止”按钮时，进度条会停止运行，如下所示：

其中 RunThread 类是线程处理函数类，该类继承自 QObject，然后通过 moveToThread 函数将该线程处理函数类添加进一个线程中。

在使用这种方式时需要注意一下几点：

self.myT=Runthread(); // 创建线程处理函数类对象，需要注意的是创建时不能指定父对象，要不然moveToThread函数会报错
self._startThread.emit(); // 虽然说，将myT添加进thread线程，并且调用thread.start()，但是，并不能通过直接调用的方式来调用RunThread类中的线程处理函数run()，如果直接调用的话，相当于还是主界面线程在调用，依然会造成主界面卡顿。此时应该使用signal-slot的方式进行调用，即在Example类中声明一个信号_startThread，并通过self._startThread.connect(self.myT.run) 将该信号与 RunThread 类中的线程处理函数建立连接，这样当调用 thread.start() 后，再调用 self._startThread.emit() 函数就可以调用 run() 函数了
self.myT.signal.connect(self.call_backlog); // 为了获取RunThread类中的处理数据，也只能通过signal-slot的方式进行获取；
当thread调用quit()和wait()函数之后，此时该线程已经停止运行，但是线程处理函数run()还未停止运行，所以，需要在run函数中的循环中添加一个判断标志位，当thread线程停止后，将该标志位置为False，这样退出循环之后run函数就退出了；
当run函数退出之后，此时RunThread类对象myT并没有销毁，因为它是Example类的成员，所以只有当Example销毁时，myT才会销毁；
4、关于connect的连接方式
在QT中，查看connect函数原型：

当然，connect有多重函数重载形式，以上只是其中的一种。其中的第五个参数type指明了signal-slot的连接方式，Qt::ConnectionType有一些几种类型：

前面三种是比较常用的，其中QueuedConnection方式是用在上面多线程的情况下。

QueuedConnection：槽函数所在线程和接收所在线程是一样的；

DirectConnection: 槽函数所在线程和发送者所在线程是一样的；

不过大多数情况下，调用connect是使用默认参数就可以了，当使用默认参数AutoConnection时：

在多线程情况下，默认使用QueuedConnection；

在单线程下，默认使用DirectConnection；

同理，在pyqt中也一样，pyqt中connect函数原型：

使用方式也一样，直接使用默认连接方式就可以了。

其实pyqt和qt差别不大，就只有语言上的差别，使用方式还都是一样的，我一般都是先查qt上资料然后在套用到pyqt上。