python工作线程与界面的交互

技术多线程/多进程
Qt, python, 多线程

常见的场景

在界面的程序设计中，一旦需要执行的任务操作需要很长时间才能完成时，往往需要一个单独的线程来独立负责，如果直接放在界面的主线程中，则会导致界面消息长时间不能得到响应，界面卡死。而一旦使用到多线程则，则需要考虑诸如线程间的通信、线程的同步等问题，在这里仅针对工作线程与界面线程交互的问题，这个数据属于通信问题，不过对象比较特殊，且时在python的环境下。

问题描叙

在我的项目中，使用Qt做界面，用python的threading库创建工作线程，在工作线程中需要完成一系列的任务，当每个部分完成后，需要和界面进行交互，如最简单的处理进度和当前步骤结果信息的在界面上的输出。而本文主要是总结以下，怎样在工作线程中控制界面的显示或控件设置问题。

解决方案

解决方案有如下几种：

  1. 在线程中获取，界面窗体对象进行直接操作

    这是最简单直接的方法，这个方案的关键在于窗体对象的获取，我们可以有多种方法来获取窗体对象：

    • 通过全局变量传递
    • 将线程的回调函数设为有参数的，创建时通过窗体对象作为参数传递进去
    • 通过对操作系统的API调用，来查找需要的窗口对象（在python中没有实验过）

    当获得了窗体对象后，就可以任意调用其中的成员函数和成员变量了。但是当我使用PyQt5的的时候，这种方法时有问题的。

    通过获取的窗体对象，读取或者改写与界面无关的成员时，没有问题；但是一旦涉及到UI控件的一些写操作时久有可能出问题，如：在工作线程使用QTextEdit的setText()函数里面改变QTextEdit控件的显示文字时，程序会卡死。不过这里说的是可能，使用诸如改变窗口的setWindowTitle()设置窗口名称、改变QLabel的文字、改变QLineEdit的内容，都没有出现问题。

    后面到网上搜索，发现QT文档上是不允许这样跨线程修改UI控件这样的操作的，所以我觉得这种方法可以用来获取窗口类成员的值比较合适，如果要对界面做修改则需要考虑其他办法。

  2. 使用通过发送信号实现

    由于在工作线程中直接操作界面控件可能会出现一些问题，所以比较标准的做法是通过发送信号来实现通信。

    在MFC中可以先自定义消息，然后用sendmessage或postmessage来将消息发送给对应的界面窗体。而在Qt中则可以使用信号与槽机制来实现。实现方法如下：

    • 第一步，导入QObject模块和pyqtSignal函数
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    from PyQt.QtCore import QObject
    • 第二步，创建一个继承与QObject的类，其成员为信号，通过使用pyqtSignal函数来创建自定义信号
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    class UpdataUI(QObject):
        UpdateTextSignal = pyqtSignal(str)
        UpdateResultSignal = pyqtSignal(str, str)
    • 第三步，实例化信号类，将信号connnect到界面操作函数作为的槽，如下代码initUserSignal函数的参数是传入的窗体类对象
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    def initUserSignal(wnd):
        update = UpdataUI()
        update.UpdateTextSignal.connect(wnd.appendText)
        update.UpdateResultSignal.connect(wnd.setTestResult)
    • 第四步，在需要使用槽函数的地方发送其连接的消息
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    update.UpdateTextSignal.emit('\nRun: OK')
    update.UpdateResultSignal.emit('True', '\nCheak MD5: OK')
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