python GUI库图形界面开发之PyQt5 UI主线程与耗时线程分离详细方法实例

2020-11-05 11:13:43 浏览数 (1)

在做界面开发时，无论是移动端的Android，还是我们这里讲的PyQt5，经常会有一个界面开发准则，那就是UI主线程与耗时子线程一定要分开，主线程负责刷新界面，耗时操作，如网络交互、磁盘IO等，都应该放在子线程里执行，它们各司其职，保证系统正常运行，提升整体用户体验。

软硬件环境

windows 10 64bit

PyQt5

Anaconda3 with python 3.6.5

实例代码

首先看下工程目录结构

main.py，这是工程入口文件，它负责创建app

代码语言：javascript复制
# -*- coding: utf-8 -*-

import sys

from PyQt5.QtWidgets import QApplication

from gui.mainwindow import MainWindow

if __name__ == '__main__':

  app = QApplication(sys.argv)
  main_window = MainWindow()
  main_window.show()
  sys.exit(app.exec_())

ui_mainwindow.py，负责界面的绘制，这个文件通过designer图形化工具作图然后使用pyuic工具生成对应的python代码

代码语言：javascript复制
# -*- coding: utf-8 -*-
# Form implementation generated from reading ui file '.mainwindow.ui'
#
# Created by: PyQt5 UI code generator 5.6
#
# WARNING! All changes made in this file will be lost!
from PyQt5 import QtCore, QtGui, QtWidgets
class Ui_MainWindow(object):
def setupUi(self, MainWindow):
MainWindow.setObjectName("MainWindow")
MainWindow.resize(800, 600)
MainWindow.setMinimumSize(QtCore.QSize(800, 600))
MainWindow.setMaximumSize(QtCore.QSize(800, 600))
self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(MainWindow)
self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")
self.button_ok = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
self.button_ok.setGeometry(QtCore.QRect(260, 220, 230, 140))
self.button_ok.setMinimumSize(QtCore.QSize(230, 140))
self.button_ok.setMaximumSize(QtCore.QSize(230, 140))
font = QtGui.QFont()
font.setPointSize(50)
self.button_ok.setFont(font)
self.button_ok.setFocusPolicy(QtCore.Qt.TabFocus)
self.button_ok.setObjectName("button_ok")
MainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)
self.statusbar = QtWidgets.QStatusBar(MainWindow)
self.statusbar.setObjectName("statusbar")
MainWindow.setStatusBar(self.statusbar)
self.menubar = QtWidgets.QMenuBar(MainWindow)
self.menubar.setGeometry(QtCore.QRect(0, 0, 800, 23))
self.menubar.setObjectName("menubar")
self.menuFile = QtWidgets.QMenu(self.menubar)
self.menuFile.setObjectName("menuFile")
self.menuHelp = QtWidgets.QMenu(self.menubar)
self.menuHelp.setObjectName("menuHelp")
MainWindow.setMenuBar(self.menubar)
self.actionExit = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.actionExit.setObjectName("actionExit")
self.actionCopy = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.actionCopy.setObjectName("actionCopy")
self.actionPaste = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.actionPaste.setObjectName("actionPaste")
self.actionCut = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.actionCut.setObjectName("actionCut")
self.actionHelp = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.actionHelp.setObjectName("actionHelp")
self.actionAbout = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.actionAbout.setObjectName("actionAbout")
self.action_query = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.action_query.setObjectName("action_query")
self.action_backupDB = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.action_backupDB.setObjectName("action_backupDB")
self.action_reset_mac = QtWidgets.QAction(MainWindow)
self.action_reset_mac.setObjectName("action_reset_mac")
self.menuFile.addSeparator()
self.menuFile.addAction(self.actionExit)
self.menuFile.addSeparator()
self.menuHelp.addSeparator()
self.menuHelp.addSeparator()
self.menuHelp.addAction(self.actionAbout)
self.menuHelp.addSeparator()
self.menubar.addAction(self.menuFile.menuAction())
self.menubar.addAction(self.menuHelp.menuAction())
self.retranslateUi(MainWindow)
QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(MainWindow)
def retranslateUi(self, MainWindow):
_translate = QtCore.QCoreApplication.translate
MainWindow.setWindowTitle(_translate("MainWindow", "分离UI主线程和工作线程"))
self.button_ok.setText(_translate("MainWindow", "确定"))
self.menuFile.setTitle(_translate("MainWindow", "File"))
self.menuHelp.setTitle(_translate("MainWindow", "Help"))
self.actionExit.setText(_translate("MainWindow", "退出"))
self.actionHelp.setText(_translate("MainWindow", "软件使用说明"))
self.actionAbout.setText(_translate("MainWindow", "关于"))

mainwindow.py，主要负责界面上控件的事件处理

代码语言：javascript复制
import time
from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow
from gui.ui_mainwindow import *
class MainWindow(QMainWindow, Ui_MainWindow):
def __init__(self, parent=None):
super(MainWindow, self).__init__(parent)
self.setupUi(self)
# 绑定点击事件
self.button_ok.clicked.connect(self.button_start)
def button_start(self):
self.button_ok.setChecked(True)
self.button_ok.setDisabled(True)
time.sleep(20)

这里我们使用time.sleep(20)来模拟耗时任务，执行python main.py后一会，界面就会出现无响应，假死的现象，等到20秒过后，界面又恢复了正常，用户体验非常差。

其实要解决这个问题，也非常简单。我们将UI主线程中的time.sleep(20)移动到子线程中就可以了。PyQt5中提供了线程类QThread，我们继承它并重写它的run方法，新建一个新的文件threads.py

代码语言：javascript复制
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
from PyQt5.QtCore import QThread, pyqtSignal
class WorkThread(QThread):
# 使用信号和UI主线程通讯，参数是发送信号时附带参数的数据类型，可以是str、int、list等
finishSignal = pyqtSignal(str)
# 带参数示例
def __init__(self, ip, port, parent=None):
super(WorkThread, self).__init__(parent)
self.ip = ip
self.port = port
def run(self):
'''
重写
'''
print('=============sleep======ip: {}, port: {}'.format(self.ip, self.port))
time.sleep(20)
self.finishSignal.emit('This is a test.')
return

注意到这里我们使用了pyqtSignal，我们使用它来跟UI主线程通讯，一般用于界面元素的刷新，在子线程的最后，我们发送这个信号。

对应的mainwindow.py，需要进行如下修改

代码语言：javascript复制
from gui.threads import WorkThread
# 其它部分省略
def button_start(self):
print('button_start clicked.')
# 设置按钮不可用
self.button_ok.setChecked(True)
self.button_ok.setDisabled(True)
self.th = WorkThread(ip='192.168.1.1', port=4000)
# 将线程th的信号finishSignal和UI主线程中的槽函数button_finish进行连接
self.th.finishSignal.connect(self.button_finish)
# 启动线程
self.th.start()
def button_finish(self, msg):
print('msg: {}'.format(msg))
# 设置按钮可用
self.button_ok.setChecked(False)
self.button_ok.setDisabled(False)

一顿操作之后，再次执行python main.py，界面就再也不会出现No Resonding的提示了，可以在子线程执行过程中可以随意操作界面上的其它控件

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