PyQt で作成した GUI を介して使用しているラジオとやり取りするプログラムがあります。明らかに無線の主な機能の 1 つはデータを送信することですが、これを継続的に行うには、書き込みをループする必要があり、GUI がハングします。私はスレッディングを扱ったことがないので、これらのハングを取り除こうとしましQCoreApplication.processEvents().た。
QThread を使用してこれを修正する簡単な方法はありますか? PyQt でマルチスレッドを実装する方法に関するチュートリアルを探しましたが、それらのほとんどはサーバーのセットアップを扱っており、必要以上に高度です。正直なところ、スレッドの実行中に何かを更新する必要はありません。スレッドを開始し、バックグラウンドで送信し、停止するだけです。
スレッドを処理する 3 つの異なる簡単な方法を示す小さな例を作成しました。問題に対する適切なアプローチを見つけるのに役立つことを願っています。
import sys
import time
from PyQt5.QtCore import (QCoreApplication, QObject, QRunnable, QThread,
QThreadPool, pyqtSignal)
# Subclassing QThread
# http://qt-project.org/doc/latest/qthread.html
class AThread(QThread):
def run(self):
count = 0
while count < 5:
time.sleep(1)
print("A Increasing")
count += 1
# Subclassing QObject and using moveToThread
# http://blog.qt.digia.com/blog/2007/07/05/qthreads-no-longer-abstract
class SomeObject(QObject):
finished = pyqtSignal()
def long_running(self):
count = 0
while count < 5:
time.sleep(1)
print("B Increasing")
count += 1
self.finished.emit()
# Using a QRunnable
# http://qt-project.org/doc/latest/qthreadpool.html
# Note that a QRunnable isn't a subclass of QObject and therefore does
# not provide signals and slots.
class Runnable(QRunnable):
def run(self):
count = 0
app = QCoreApplication.instance()
while count < 5:
print("C Increasing")
time.sleep(1)
count += 1
app.quit()
def using_q_thread():
app = QCoreApplication([])
thread = AThread()
thread.finished.connect(app.exit)
thread.start()
sys.exit(app.exec_())
def using_move_to_thread():
app = QCoreApplication([])
objThread = QThread()
obj = SomeObject()
obj.moveToThread(objThread)
obj.finished.connect(objThread.quit)
objThread.started.connect(obj.long_running)
objThread.finished.connect(app.exit)
objThread.start()
sys.exit(app.exec_())
def using_q_runnable():
app = QCoreApplication([])
runnable = Runnable()
QThreadPool.globalInstance().start(runnable)
sys.exit(app.exec_())
if __name__ == "__main__":
#using_q_thread()
#using_move_to_thread()
using_q_runnable()
この回答を PyQt5、python 3.4 用に更新してください
これをパターンとして使用して、データを取得せず、フォームで使用可能なデータを返すワーカーを開始します。
1 - ワーカー クラスは小さくなり、独自のファイル worker.py に入れられるため、覚えやすくなり、ソフトウェアを独立して再利用できます。
2 - main.py ファイルは、GUI フォーム クラスを定義するファイルです。
3 - スレッド オブジェクトはサブクラス化されていません。
4 - スレッド オブジェクトとワーカー オブジェクトの両方が Form オブジェクトに属している
5 - 手順のステップはコメント内にあります。
# worker.py
from PyQt5.QtCore import QThread, QObject, pyqtSignal, pyqtSlot
import time
class Worker(QObject):
finished = pyqtSignal()
intReady = pyqtSignal(int)
@pyqtSlot()
def procCounter(self): # A slot takes no params
for i in range(1, 100):
time.sleep(1)
self.intReady.emit(i)
self.finished.emit()
メインファイルは次のとおりです。
# main.py
from PyQt5.QtCore import QThread
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QLabel, QWidget, QGridLayout
import sys
import worker
class Form(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.label = QLabel("0")
# 1 - create Worker and Thread inside the Form
self.obj = worker.Worker() # no parent!
self.thread = QThread() # no parent!
# 2 - Connect Worker`s Signals to Form method slots to post data.
self.obj.intReady.connect(self.onIntReady)
# 3 - Move the Worker object to the Thread object
self.obj.moveToThread(self.thread)
# 4 - Connect Worker Signals to the Thread slots
self.obj.finished.connect(self.thread.quit)
# 5 - Connect Thread started signal to Worker operational slot method
self.thread.started.connect(self.obj.procCounter)
# * - Thread finished signal will close the app if you want!
#self.thread.finished.connect(app.exit)
# 6 - Start the thread
self.thread.start()
# 7 - Start the form
self.initUI()
def initUI(self):
grid = QGridLayout()
self.setLayout(grid)
grid.addWidget(self.label,0,0)
self.move(300, 150)
self.setWindowTitle('thread test')
self.show()
def onIntReady(self, i):
self.label.setText("{}".format(i))
#print(i)
app = QApplication(sys.argv)
form = Form()
sys.exit(app.exec_())
Qt 開発者によると、QThread のサブクラス化は正しくありません ( http://blog.qt.io/blog/2010/06/17/youre-doing-it-wrong/を参照)。しかし、その記事は本当に理解するのが難しいです (さらに、タイトルは少し見下すようなものです)。あるスタイルのスレッドを別のスタイルよりも使用する必要がある理由について、より詳細な説明を提供するより良いブログ投稿を見つけました。 qthreads-the-full-explanation/
私の意見では、run メソッドをオーバーロードする目的でスレッドをサブクラス化するべきではありません。それは機能しますが、基本的には Qt がどのように機能するかを回避しています。さらに、イベントや適切なスレッドセーフなシグナルやスロットなどを見逃すことになります。さらに、上記のブログ投稿でわかるように、スレッド化の「正しい」方法では、よりテストしやすいコードを作成する必要があります。
PyQt で QThreads を利用する方法の例をいくつか示します (QRunnable を適切に使用し、シグナル/スロットを組み込んだ別の回答を以下に投稿しました。負荷分散が必要な非同期タスクが多数ある場合は、その回答の方が適しています)。 .
import sys
from PyQt4 import QtCore
from PyQt4 import QtGui
from PyQt4.QtCore import Qt
# very testable class (hint: you can use mock.Mock for the signals)
class Worker(QtCore.QObject):
finished = QtCore.pyqtSignal()
dataReady = QtCore.pyqtSignal(list, dict)
@QtCore.pyqtSlot()
def processA(self):
print "Worker.processA()"
self.finished.emit()
@QtCore.pyqtSlot(str, list, list)
def processB(self, foo, bar=None, baz=None):
print "Worker.processB()"
for thing in bar:
# lots of processing...
self.dataReady.emit(['dummy', 'data'], {'dummy': ['data']})
self.finished.emit()
class Thread(QtCore.QThread):
"""Need for PyQt4 <= 4.6 only"""
def __init__(self, parent=None):
QtCore.QThread.__init__(self, parent)
# this class is solely needed for these two methods, there
# appears to be a bug in PyQt 4.6 that requires you to
# explicitly call run and start from the subclass in order
# to get the thread to actually start an event loop
def start(self):
QtCore.QThread.start(self)
def run(self):
QtCore.QThread.run(self)
app = QtGui.QApplication(sys.argv)
thread = Thread() # no parent!
obj = Worker() # no parent!
obj.moveToThread(thread)
# if you want the thread to stop after the worker is done
# you can always call thread.start() again later
obj.finished.connect(thread.quit)
# one way to do it is to start processing as soon as the thread starts
# this is okay in some cases... but makes it harder to send data to
# the worker object from the main gui thread. As you can see I'm calling
# processA() which takes no arguments
thread.started.connect(obj.processA)
thread.start()
# another way to do it, which is a bit fancier, allows you to talk back and
# forth with the object in a thread safe way by communicating through signals
# and slots (now that the thread is running I can start calling methods on
# the worker object)
QtCore.QMetaObject.invokeMethod(obj, 'processB', Qt.QueuedConnection,
QtCore.Q_ARG(str, "Hello World!"),
QtCore.Q_ARG(list, ["args", 0, 1]),
QtCore.Q_ARG(list, []))
# that looks a bit scary, but its a totally ok thing to do in Qt,
# we're simply using the system that Signals and Slots are built on top of,
# the QMetaObject, to make it act like we safely emitted a signal for
# the worker thread to pick up when its event loop resumes (so if its doing
# a bunch of work you can call this method 10 times and it will just queue
# up the calls. Note: PyQt > 4.6 will not allow you to pass in a None
# instead of an empty list, it has stricter type checking
app.exec_()
# Without this you may get weird QThread messages in the shell on exit
app.deleteLater()
PyQt には、非同期動作を取得するための多くのオプションがあります。イベント処理が必要なもの (QtNetwork など) については、このスレッドの他の回答で提供した QThread の例を使用する必要があります。しかし、スレッド化のニーズの大部分については、このソリューションは他の方法よりもはるかに優れていると思います。
これの利点は、QThreadPool が QRunnable インスタンスをタスクとしてスケジュールすることです。これは、Intel の TBB で使用されているタスク パターンに似ています。私が好きなほどエレガントではありませんが、優れた非同期動作を実現します。
これにより、QRunnable を介して Python で Qt のスレッド機能のほとんどを活用しながら、シグナルとスロットを活用することができます。私はこの同じコードをいくつかのアプリケーションで使用しています。何百もの非同期 REST 呼び出しを行うアプリケーションもあれば、ファイルを開いたりディレクトリを一覧表示したりするアプリケーションもあります。最良の部分は、この方法を使用することです。Qt タスクはシステム リソースのバランスを取ります。
import time
from PyQt4 import QtCore
from PyQt4 import QtGui
from PyQt4.QtCore import Qt
def async(method, args, uid, readycb, errorcb=None):
"""
Asynchronously runs a task
:param func method: the method to run in a thread
:param object uid: a unique identifier for this task (used for verification)
:param slot updatecb: the callback when data is receieved cb(uid, data)
:param slot errorcb: the callback when there is an error cb(uid, errmsg)
The uid option is useful when the calling code makes multiple async calls
and the callbacks need some context about what was sent to the async method.
For example, if you use this method to thread a long running database call
and the user decides they want to cancel it and start a different one, the
first one may complete before you have a chance to cancel the task. In that
case, the "readycb" will be called with the cancelled task's data. The uid
can be used to differentiate those two calls (ie. using the sql query).
:returns: Request instance
"""
request = Request(method, args, uid, readycb, errorcb)
QtCore.QThreadPool.globalInstance().start(request)
return request
class Request(QtCore.QRunnable):
"""
A Qt object that represents an asynchronous task
:param func method: the method to call
:param list args: list of arguments to pass to method
:param object uid: a unique identifier (used for verification)
:param slot readycb: the callback used when data is receieved
:param slot errorcb: the callback used when there is an error
The uid param is sent to your error and update callbacks as the
first argument. It's there to verify the data you're returning
After created it should be used by invoking:
.. code-block:: python
task = Request(...)
QtCore.QThreadPool.globalInstance().start(task)
"""
INSTANCES = []
FINISHED = []
def __init__(self, method, args, uid, readycb, errorcb=None):
super(Request, self).__init__()
self.setAutoDelete(True)
self.cancelled = False
self.method = method
self.args = args
self.uid = uid
self.dataReady = readycb
self.dataError = errorcb
Request.INSTANCES.append(self)
# release all of the finished tasks
Request.FINISHED = []
def run(self):
"""
Method automatically called by Qt when the runnable is ready to run.
This will run in a separate thread.
"""
# this allows us to "cancel" queued tasks if needed, should be done
# on shutdown to prevent the app from hanging
if self.cancelled:
self.cleanup()
return
# runs in a separate thread, for proper async signal/slot behavior
# the object that emits the signals must be created in this thread.
# Its not possible to run grabber.moveToThread(QThread.currentThread())
# so to get this QObject to properly exhibit asynchronous
# signal and slot behavior it needs to live in the thread that
# we're running in, creating the object from within this thread
# is an easy way to do that.
grabber = Requester()
grabber.Loaded.connect(self.dataReady, Qt.QueuedConnection)
if self.dataError is not None:
grabber.Error.connect(self.dataError, Qt.QueuedConnection)
try:
result = self.method(*self.args)
if self.cancelled:
# cleanup happens in 'finally' statement
return
grabber.Loaded.emit(self.uid, result)
except Exception as error:
if self.cancelled:
# cleanup happens in 'finally' statement
return
grabber.Error.emit(self.uid, unicode(error))
finally:
# this will run even if one of the above return statements
# is executed inside of the try/except statement see:
# https://docs.python.org/2.7/tutorial/errors.html#defining-clean-up-actions
self.cleanup(grabber)
def cleanup(self, grabber=None):
# remove references to any object or method for proper ref counting
self.method = None
self.args = None
self.uid = None
self.dataReady = None
self.dataError = None
if grabber is not None:
grabber.deleteLater()
# make sure this python obj gets cleaned up
self.remove()
def remove(self):
try:
Request.INSTANCES.remove(self)
# when the next request is created, it will clean this one up
# this will help us avoid this object being cleaned up
# when it's still being used
Request.FINISHED.append(self)
except ValueError:
# there might be a race condition on shutdown, when shutdown()
# is called while the thread is still running and the instance
# has already been removed from the list
return
@staticmethod
def shutdown():
for inst in Request.INSTANCES:
inst.cancelled = True
Request.INSTANCES = []
Request.FINISHED = []
class Requester(QtCore.QObject):
"""
A simple object designed to be used in a separate thread to allow
for asynchronous data fetching
"""
#
# Signals
#
Error = QtCore.pyqtSignal(object, unicode)
"""
Emitted if the fetch fails for any reason
:param unicode uid: an id to identify this request
:param unicode error: the error message
"""
Loaded = QtCore.pyqtSignal(object, object)
"""
Emitted whenever data comes back successfully
:param unicode uid: an id to identify this request
:param list data: the json list returned from the GET
"""
NetworkConnectionError = QtCore.pyqtSignal(unicode)
"""
Emitted when the task fails due to a network connection error
:param unicode message: network connection error message
"""
def __init__(self, parent=None):
super(Requester, self).__init__(parent)
class ExampleObject(QtCore.QObject):
def __init__(self, parent=None):
super(ExampleObject, self).__init__(parent)
self.uid = 0
self.request = None
def ready_callback(self, uid, result):
if uid != self.uid:
return
print "Data ready from %s: %s" % (uid, result)
def error_callback(self, uid, error):
if uid != self.uid:
return
print "Data error from %s: %s" % (uid, error)
def fetch(self):
if self.request is not None:
# cancel any pending requests
self.request.cancelled = True
self.request = None
self.uid += 1
self.request = async(slow_method, ["arg1", "arg2"], self.uid,
self.ready_callback,
self.error_callback)
def slow_method(arg1, arg2):
print "Starting slow method"
time.sleep(1)
return arg1 + arg2
if __name__ == "__main__":
import sys
app = QtGui.QApplication(sys.argv)
obj = ExampleObject()
dialog = QtGui.QDialog()
layout = QtGui.QVBoxLayout(dialog)
button = QtGui.QPushButton("Generate", dialog)
progress = QtGui.QProgressBar(dialog)
progress.setRange(0, 0)
layout.addWidget(button)
layout.addWidget(progress)
button.clicked.connect(obj.fetch)
dialog.show()
app.exec_()
app.deleteLater() # avoids some QThread messages in the shell on exit
# cancel all running tasks avoid QThread/QTimer error messages
# on exit
Request.shutdown()
アプリケーションを終了するときは、すべてのタスクをキャンセルしてください。そうしないと、スケジュールされたすべてのタスクが完了するまでアプリケーションがハングします。
他の回答で言及されている Worker オブジェクト メソッドに基づいて、ソリューションを拡張してより多くのスレッドを呼び出すことができるかどうかを確認することにしました。これを行うには、QThread をサブクラス化する必要がありますが、スレッド番号を割り当て、シグナル「終了」および「開始」を「再実装」してスレッド番号を含めるだけです。
メイン GUI、スレッド、およびワーカー間のシグナルにかなり注目しました。
同様に、他の回答は QThread を親にしないことを指摘するのが面倒でしたが、これは本当の問題ではないと思います。ただし、私のコードは QThread オブジェクトを破棄するようにも注意しています。
ただし、ワーカー オブジェクトを親にすることができなかったので、スレッド関数が終了するか GUI が破棄されたときに、deleteLater() シグナルを送信することが望ましいと思われます。これを行わないために、自分のコードがハングしました。
私が必要だと感じたもう 1 つの拡張機能は、GUI (QWidget) の closeEvent を再実装して、スレッドが終了するように指示され、GUI がすべてのスレッドが終了するまで待機するようにすることでした。この質問に対する他の回答をいくつか試してみたところ、QThread の破棄エラーが発生しました。
おそらくそれは他の人に役立つでしょう。私は確かにそれが有用な演習であることがわかりました. おそらく他の人は、スレッドがその ID を発表するためのより良い方法を知っているでしょう。
#!/usr/bin/env python3
#coding:utf-8
# Author: --<>
# Purpose: To demonstrate creation of multiple threads and identify the receipt of thread results
# Created: 19/12/15
import sys
from PyQt4.QtCore import QThread, pyqtSlot, pyqtSignal
from PyQt4.QtGui import QApplication, QLabel, QWidget, QGridLayout
import sys
import worker
class Thread(QThread):
#make new signals to be able to return an id for the thread
startedx = pyqtSignal(int)
finishedx = pyqtSignal(int)
def __init__(self,i,parent=None):
super().__init__(parent)
self.idd = i
self.started.connect(self.starttt)
self.finished.connect(self.finisheddd)
@pyqtSlot()
def starttt(self):
print('started signal from thread emitted')
self.startedx.emit(self.idd)
@pyqtSlot()
def finisheddd(self):
print('finished signal from thread emitted')
self.finishedx.emit(self.idd)
class Form(QWidget):
def __init__(self):
super().__init__()
self.initUI()
self.worker={}
self.threadx={}
self.i=0
i=0
#Establish the maximum number of threads the machine can optimally handle
#Generally relates to the number of processors
self.threadtest = QThread(self)
self.idealthreadcount = self.threadtest.idealThreadCount()
print("This machine can handle {} threads optimally".format(self.idealthreadcount))
while i <self.idealthreadcount:
self.setupThread(i)
i+=1
i=0
while i<self.idealthreadcount:
self.startThread(i)
i+=1
print("Main Gui running in thread {}.".format(self.thread()))
def setupThread(self,i):
self.worker[i]= worker.Worker(i) # no parent!
#print("Worker object runningt in thread {} prior to movetothread".format(self.worker[i].thread()) )
self.threadx[i] = Thread(i,parent=self) # if parent isn't specified then need to be careful to destroy thread
self.threadx[i].setObjectName("python thread{}"+str(i))
#print("Thread object runningt in thread {} prior to movetothread".format(self.threadx[i].thread()) )
self.threadx[i].startedx.connect(self.threadStarted)
self.threadx[i].finishedx.connect(self.threadFinished)
self.worker[i].finished.connect(self.workerFinished)
self.worker[i].intReady.connect(self.workerResultReady)
#The next line is optional, you may want to start the threads again without having to create all the code again.
self.worker[i].finished.connect(self.threadx[i].quit)
self.threadx[i].started.connect(self.worker[i].procCounter)
self.destroyed.connect(self.threadx[i].deleteLater)
self.destroyed.connect(self.worker[i].deleteLater)
#This is the key code that actually get the worker code onto another processor or thread.
self.worker[i].moveToThread(self.threadx[i])
def startThread(self,i):
self.threadx[i].start()
@pyqtSlot(int)
def threadStarted(self,i):
print('Thread {} started'.format(i))
print("Thread priority is {}".format(self.threadx[i].priority()))
@pyqtSlot(int)
def threadFinished(self,i):
print('Thread {} finished'.format(i))
@pyqtSlot(int)
def threadTerminated(self,i):
print("Thread {} terminated".format(i))
@pyqtSlot(int,int)
def workerResultReady(self,j,i):
print('Worker {} result returned'.format(i))
if i ==0:
self.label1.setText("{}".format(j))
if i ==1:
self.label2.setText("{}".format(j))
if i ==2:
self.label3.setText("{}".format(j))
if i ==3:
self.label4.setText("{}".format(j))
#print('Thread {} has started'.format(self.threadx[i].currentThreadId()))
@pyqtSlot(int)
def workerFinished(self,i):
print('Worker {} finished'.format(i))
def initUI(self):
self.label1 = QLabel("0")
self.label2= QLabel("0")
self.label3= QLabel("0")
self.label4 = QLabel("0")
grid = QGridLayout(self)
self.setLayout(grid)
grid.addWidget(self.label1,0,0)
grid.addWidget(self.label2,0,1)
grid.addWidget(self.label3,0,2)
grid.addWidget(self.label4,0,3) #Layout parents the self.labels
self.move(300, 150)
self.setGeometry(0,0,300,300)
#self.size(300,300)
self.setWindowTitle('thread test')
self.show()
def closeEvent(self, event):
print('Closing')
#this tells the threads to stop running
i=0
while i <self.idealthreadcount:
self.threadx[i].quit()
i+=1
#this ensures window cannot be closed until the threads have finished.
i=0
while i <self.idealthreadcount:
self.threadx[i].wait()
i+=1
event.accept()
if __name__=='__main__':
app = QApplication(sys.argv)
form = Form()
sys.exit(app.exec_())
そして、以下のワーカーコード
#!/usr/bin/env python3
#coding:utf-8
# Author: --<>
# Purpose: Stack Overflow
# Created: 19/12/15
import sys
import unittest
from PyQt4.QtCore import QThread, QObject, pyqtSignal, pyqtSlot
import time
import random
class Worker(QObject):
finished = pyqtSignal(int)
intReady = pyqtSignal(int,int)
def __init__(self, i=0):
'''__init__ is called while the worker is still in the Gui thread. Do not put slow or CPU intensive code in the __init__ method'''
super().__init__()
self.idd = i
@pyqtSlot()
def procCounter(self): # This slot takes no params
for j in range(1, 10):
random_time = random.weibullvariate(1,2)
time.sleep(random_time)
self.intReady.emit(j,self.idd)
print('Worker {0} in thread {1}'.format(self.idd, self.thread().idd))
self.finished.emit(self.idd)
if __name__=='__main__':
unittest.main()