Python Qt GUI設計:QTimer計時器類、QThread多線程類和事件處理類(基礎篇—8)

一般情況下,應用程序都是單線程運行的,但是對于GUI程序來說,單線程有時候滿足不了需求。例如,如果需要執行一個特別耗時的操作,在執行過程中整個程序就會卡頓,效果就非常不理想或者Windows系統也認為程序運行出錯,自動關閉了程序。要解決這種問題就涉及多線程的知識。

一般來說,多線程技術涉及三種方法,其中第一種是使用計時器模塊QTimer;第二種是使用多線程模塊QThread;最后是使用事件處理的功能。

1、QTimer計時器類

如果要在應用程序中周期性地進行某項操作,比如周期性地檢測主機的CPU值,則需要用到QTimer(定時器),QTimer類提供了重復的和單次的定時器。要使用定時器,需要先創建一個QTimer實例,將其timeout信號連接到相應的槽,并調用start()。然后,定時器會以恒定的間隔發出timeout信號。

當窗口控件收到timeout信號后,它就會停止這個定時器。這是在圖形用戶界面中實現復雜工作的一個典型方法,隨著技術的進步,多線程在越來越多的平臺上被使用,最終QTimer對象會被線程所替代。

QTimer類中的常用方法如下表所示:

QTimer類中的常用信號如下表所示:

通過一個示例,了解QTimer計時器類的使用方法,效果如下所示:

示例中,初始化一個定時器,把定時器的timeout信號與showTime()槽函數連接起來。使用連接的槽函數顯示當前時間,并在標簽上顯示系統現在的時間。單擊“開始"按鈕,啟動定時器,并使"開始"按鈕失效。單擊“結束"按鈕,停止定時器,并使“結束"按鈕失效。

實現代碼如下所示:

from PyQt5.QtWidgets import QWidget,? QPushButton ,? QApplication ,QListWidget,? QGridLayout , QLabel

from PyQt5.QtCore import QTimer ,QDateTime

import sys

class WinForm(QWidget):?

def __init__(self,parent=None):

super(WinForm,self).__init__(parent)

self.setWindowTitle("QTimer demo")

self.listFile= QListWidget()

self.label = QLabel('顯示當前時間')

self.startBtn = QPushButton('開始')

self.endBtn = QPushButton('結束')

layout = QGridLayout(self)

? ? ? ? # 初始化一個定時器

self.timer = QTimer(self)

? ? ? ? # showTime()方法

self.timer.timeout.connect(self.showTime)

layout.addWidget(self.label,0,0,1,2)?

layout.addWidget(self.startBtn,1,0)

layout.addWidget(self.endBtn,1,1)

self.startBtn.clicked.connect( self.startTimer)

self.endBtn.clicked.connect( self.endTimer)

self.setLayout(layout)?

def showTime(self):

# 獲取系統現在的時間

time = QDateTime.currentDateTime()

# 設置系統時間顯示格式

timeDisplay = time.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss dddd");

# 在標簽上顯示時間

self.label.setText( timeDisplay )

def startTimer(self):

? ? ? ? # 設置計時間隔并啟動

self.timer.start(1000)

self.startBtn.setEnabled(False)

self.endBtn.setEnabled(True)

def endTimer(self):

self.timer.stop()

self.startBtn.setEnabled(True)

self.endBtn.setEnabled(False)

if __name__ == "__main__":?

app = QApplication(sys.argv)?

form = WinForm()?

form.show()?

sys.exit(app.exec_())

2、QThread多線程類

QThread是Qt線程類中最核心的底層類,由于PyQt的跨平臺特性,QThread要隱藏所有與平臺相關的代碼。

在使用線程時可以直接得到Thread實例,調用其start()函數即可啟動線程。線程啟動之后,會自動調用其實現的run方法,該方法就是線程的執行函數。

業務的線程任務就寫在run()函數中,當run()退出之后線程基本就結束了。QThread有started和finished信號,可以為這兩個信號指定槽函數,在線程啟動和結束時執行一段代碼進行資源的初始化和釋放操作。更靈活的使用方法是,在自定義的QThread實例中自定義信號,并將信號連接到指定的槽函數,當滿足一定的業務條件后發射此信號。

QThread類中的常用方法如下表所示:

QThread類中的常用信號如下表所示:

通過一個示例,了解QThread多線程類的使用方法,效果如下所示:

示例中,在主界面中有一個用于顯示時間的LCD數字面板,還有一個用于啟動任務的按鈕。用戶單擊"測試"按鈕后,將開始一次非常耗時的計算(在程序中用一個2000 000 000次的循環來模擬這次非常耗時的工作,在真實的程序中可能是一個網絡下載操作,從網絡上下載一個很大的視頻文件),同時LCD數字面板開始顯示所用的毫秒數,并通過一個計時器進行更新。但是單擊”測試“按鈕后可見窗口卡死無法操作。此時在PyQt中所有的窗口都在UI主線程中(就是執行了QApplication.exec()的線程),在這個線程中執行耗時的操作會阻塞UI線程,從而讓窗口停止響應。如果窗口長時間沒有響應,則會影響用戶體驗,更嚴重的會導致程序崩潰。所以,為了避免出現這樣的問題,要使用QThread開啟一個新的線程,在這個線程中完成耗時的操作。

實現代碼如下所示:

import sys

from PyQt5.QtCore import *

from PyQt5.QtGui import *

from PyQt5.QtWidgets import *

global sec

sec=0

class WorkThread(QThread):

trigger = pyqtSignal()

def __int__(self):

super(WorkThread,self).__init__()

def run(self):

for i in range(2000000000):

pass

# 循環完畢后發出信號

self.trigger.emit()? ? ? ?

def countTime():

global? sec

sec += 1

# LED顯示數字+1

lcdNumber.display(sec)? ? ? ? ?

def work():

# 計時器每秒計數

timer.start(1000)?

# 計時開始

workThread.start()? ? ?

# 當獲得循環完畢的信號時,停止計數

workThread.trigger.connect(timeStop)?

def timeStop():

timer.stop()

print("運行結束用時",lcdNumber.value())

global sec

sec=0

if __name__ == "__main__":?

app = QApplication(sys.argv)

top = QWidget()

top.resize(300,120)

# 垂直布局類QVBoxLayout

layout = QVBoxLayout(top)

? ? # 加個顯示屏? ?

lcdNumber = QLCDNumber()? ? ? ? ? ?

layout.addWidget(lcdNumber)

button = QPushButton("測試")

layout.addWidget(button)

timer = QTimer()

workThread = WorkThread()

button.clicked.connect(work)

? ? # 每次計時結束,觸發 countTime

timer.timeout.connect(countTime)? ? ?

top.show()

sys.exit(app.exec_())

3、事件處理類

PyQt為事件處理提供了兩種機制:高級的信號與槽機制以及低級的事件處理程序。本篇文博只介紹低級的事件處理程序即:processEvents()函數的使用方法,它的作用是處理事件,簡單地說,就是刷新頁面。

對于執行很耗時的程序來說,由于PyQt需要等待程序執行完畢才能進行下一步,這個過程表現在界面上就是卡頓。而如果在執行這個耗時程序時不斷地運行

QApplication.processEvents(),那么就可以實現一邊執行耗時程序,一邊刷新頁面的功能,給人的感覺就是程序運行很流暢。

因此QApplication.processEvents()的使用方法就是,在主函數執行耗時操作的地方,加入QApplication.processEvents()。

通過一個示例,了解事件處理類的使用方法,效果如下所示:

實現代碼如下所示:

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("實時刷新界面例子")? ? ? ?

self.listFile= QListWidget()

self.btnStart = QPushButton('開始')

layout = QGridLayout(self)

layout.addWidget(self.listFile,0,0,1,2)

layout.addWidget(self.btnStart,1,1)

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

self.setLayout(layout)?

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_())

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