python 多线程 QTimer实现多线程

Posted 2020-12-16 菜芽caiya

Python3 多线程

多线程类似于同时执行多个不同程序，多线程运行有如下优点：

• 使用线程可以把占据长时间的程序中的任务放到后台去处理。
• 用户界面可以更加吸引人，比如用户点击了一个按钮去触发某些事件的处理，可以弹出一个进度条来显示处理的进度。
• 程序的运行速度可能加快。
• 在一些等待的任务实现上如用户输入、文件读写和网络收发数据等，线程就比较有用了。在这种情况下我们可以释放一些珍贵的资源如内存占用等等。

每个独立的线程有一个程序运行的入口、顺序执行序列和程序的出口。但是线程不能够独立执行，必须依存在应用程序中，由应用程序提供多个线程执行控制。

每个线程都有他自己的一组CPU寄存器，称为线程的上下文，该上下文反映了线程上次运行该线程的CPU寄存器的状态。

指令指针和堆栈指针寄存器是线程上下文中两个最重要的寄存器，线程总是在进程得到上下文中运行的，这些地址都用于标志拥有线程的进程地址空间中的内存。

• 线程可以被抢占（中断）。
• 在其他线程正在运行时，线程可以暂时搁置（也称为睡眠） -- 这就是线程的退让。

线程可以分为:

• 内核线程：由操作系统内核创建和撤销。
• 用户线程：不需要内核支持而在用户程序中实现的线程。

Python3 线程中常用的两个模块为：

• _thread
• threading(推荐使用)

thread 模块已被废弃。用户可以使用 threading 模块代替。所以，在 Python3 中不能再使用"thread" 模块。为了兼容性，Python3 将 thread 重命名为 "_thread"。

Python中使用线程有两种方式：函数或者用类来包装线程对象。

函数式：调用 _thread 模块中的start_new_thread()函数来产生新线程。语法如下:

_thread.start_new_thread ( function, args[, kwargs] )

参数说明:

• function - 线程函数。
• args - 传递给线程函数的参数,他必须是个tuple类型。
• kwargs - 可选参数。

#!/usr/bin/python3

import _thread
import time

# 为线程定义一个函数
def print_time( threadName, delay):
   count = 0
   while count < 5:
      time.sleep(delay)
      count += 1
      print ("%s: %s" % ( threadName, time.ctime(time.time()) ))

# 创建两个线程
try:
   _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-1", 2, ) )
   _thread.start_new_thread( print_time, ("Thread-2", 4, ) )
except:
   print ("Error: 无法启动线程")

while 1:
   pass

线程模块

Python3 通过两个标准库 _thread 和 threading 提供对线程的支持。

_thread 提供了低级别的、原始的线程以及一个简单的锁，它相比于 threading 模块的功能还是比较有限的。

threading 模块除了包含 _thread 模块中的所有方法外，还提供的其他方法：

• threading.currentThread(): 返回当前的线程变量。
• threading.enumerate(): 返回一个包含正在运行的线程的list。正在运行指线程启动后、结束前，不包括启动前和终止后的线程。
• threading.activeCount(): 返回正在运行的线程数量，与len(threading.enumerate())有相同的结果。

除了使用方法外，线程模块同样提供了Thread类来处理线程，Thread类提供了以下方法:

• run(): 用以表示线程活动的方法。
• start():启动线程活动。
• join([time]): 等待至线程中止。这阻塞调用线程直至线程的join() 方法被调用中止-正常退出或者抛出未处理的异常-或者是可选的超时发生。
• isAlive(): 返回线程是否活动的。
• getName(): 返回线程名。
• setName(): 设置线程名。

使用 threading 模块创建线程

我们可以通过直接从 threading.Thread 继承创建一个新的子类，并实例化后调用 start() 方法启动新线程，即它调用了线程的 run() 方法：

#!/usr/bin/python3

import threading
import time

exitFlag = 0

class myThread (threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, counter):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.counter = counter
    def run(self):
        print ("开始线程：" + self.name)
        print_time(self.name, self.counter, 5)
        print ("退出线程：" + self.name)

def print_time(threadName, delay, counter):
    while counter:
        if exitFlag:
            threadName.exit()
        time.sleep(delay)
        print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
        counter -= 1

# 创建新线程
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)

# 开启新线程
thread1.start()
thread2.start()
thread1.join()
thread2.join()
print ("退出主线程")

线程同步

如果多个线程共同对某个数据修改，则可能出现不可预料的结果，为了保证数据的正确性，需要对多个线程进行同步。

使用 Thread 对象的 Lock 和 Rlock 可以实现简单的线程同步，这两个对象都有 acquire 方法和 release 方法，对于那些需要每次只允许一个线程操作的数据，可以将其操作放到 acquire 和 release 方法之间。如下：

多线程的优势在于可以同时运行多个任务（至少感觉起来是这样）。但是当线程需要共享数据时，可能存在数据不同步的问题。

考虑这样一种情况：一个列表里所有元素都是0，线程"set"从后向前把所有元素改成1，而线程"print"负责从前往后读取列表并打印。

那么，可能线程"set"开始改的时候，线程"print"便来打印列表了，输出就成了一半0一半1，这就是数据的不同步。为了避免这种情况，引入了锁的概念。

锁有两种状态——锁定和未锁定。每当一个线程比如"set"要访问共享数据时，必须先获得锁定；如果已经有别的线程比如"print"获得锁定了，那么就让线程"set"暂停，也就是同步阻塞；等到线程"print"访问完毕，释放锁以后，再让线程"set"继续。

经过这样的处理，打印列表时要么全部输出0，要么全部输出1，不会再出现一半0一半1的尴尬场面。

#!/usr/bin/python3

import threading
import time

class myThread (threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, counter):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.counter = counter
    def run(self):
        print ("开启线程： " + self.name)
        # 获取锁，用于线程同步
        threadLock.acquire()
        print_time(self.name, self.counter, 3)
        # 释放锁，开启下一个线程
        threadLock.release()

def print_time(threadName, delay, counter):
    while counter:
        time.sleep(delay)
        print ("%s: %s" % (threadName, time.ctime(time.time())))
        counter -= 1

threadLock = threading.Lock()
threads = []

# 创建新线程
thread1 = myThread(1, "Thread-1", 1)
thread2 = myThread(2, "Thread-2", 2)

# 开启新线程
thread1.start()
thread2.start()

# 添加线程到线程列表
threads.append(thread1)
threads.append(thread2)

# 等待所有线程完成
for t in threads:
    t.join()
print ("退出主线程")

线程优先级队列（ Queue）

Python 的 Queue 模块中提供了同步的、线程安全的队列类，包括FIFO（先入先出)队列Queue，LIFO（后入先出）队列LifoQueue，和优先级队列 PriorityQueue。

这些队列都实现了锁原语，能够在多线程中直接使用，可以使用队列来实现线程间的同步。

Queue 模块中的常用方法:

 

• Queue.qsize() 返回队列的大小
• Queue.empty() 如果队列为空，返回True,反之False
• Queue.full() 如果队列满了，返回True,反之False
• Queue.full 与 maxsize 大小对应
• Queue.get([block[, timeout]])获取队列，timeout等待时间
• Queue.get_nowait() 相当Queue.get(False)
• Queue.put(item) 写入队列，timeout等待时间
• Queue.put_nowait(item) 相当Queue.put(item, False)
• Queue.task_done() 在完成一项工作之后，Queue.task_done()函数向任务已经完成的队列发送一个信号
• Queue.join() 实际上意味着等到队列为空，再执行别的操作

#!/usr/bin/python3

import queue
import threading
import time

exitFlag = 0

class myThread (threading.Thread):
    def __init__(self, threadID, name, q):
        threading.Thread.__init__(self)
        self.threadID = threadID
        self.name = name
        self.q = q
    def run(self):
        print ("开启线程：" + self.name)
        process_data(self.name, self.q)
        print ("退出线程：" + self.name)

def process_data(threadName, q):
    while not exitFlag:
        queueLock.acquire()
        if not workQueue.empty():
            data = q.get()
            queueLock.release()
            print ("%s processing %s" % (threadName, data))
        else:
            queueLock.release()
        time.sleep(1)

threadList = ["Thread-1", "Thread-2", "Thread-3"]
nameList = ["One", "Two", "Three", "Four", "Five"]
queueLock = threading.Lock()
workQueue = queue.Queue(10)
threads = []
threadID = 1

# 创建新线程
for tName in threadList:
    thread = myThread(threadID, tName, workQueue)
    thread.start()
    threads.append(thread)
    threadID += 1

# 填充队列
queueLock.acquire()
for word in nameList:
    workQueue.put(word)
queueLock.release()

# 等待队列清空
while not workQueue.empty():
    pass

# 通知线程是时候退出
exitFlag = 1

# 等待所有线程完成
for t in threads:
    t.join()
print ("退出主线程")

转自：https://www.runoob.com/python3/python3-multithreading.html

*******************************************************************************************************

定义QTimer 类

self.timer = QTimer(self)
self.timer.start(1000) #单位为毫秒
self.stop()

 QTimer 类的信号

self.timer.timeout.connect(self.function)    #到达设定的时间后，执行function函数
self.timer.singleShot.connect(1000, app.quit) #设置 1 秒后界面自动关闭
这种也是多线程

源代码：
窗口：

# -*- coding: utf-8 -*-

# Form implementation generated from reading ui file ‘gui.ui‘
#
# Created by: PyQt5 UI code generator 5.14.2
#
# 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(1211, 865)
        sizePolicy = QtWidgets.QSizePolicy(QtWidgets.QSizePolicy.Fixed, QtWidgets.QSizePolicy.Fixed)
        sizePolicy.setHorizontalStretch(0)
        sizePolicy.setVerticalStretch(0)
        sizePolicy.setHeightForWidth(mainWindow.sizePolicy().hasHeightForWidth())
        mainWindow.setSizePolicy(sizePolicy)
        self.centralwidget = QtWidgets.QWidget(mainWindow)
        self.centralwidget.setObjectName("centralwidget")
        self.verticalLayout = QtWidgets.QVBoxLayout(self.centralwidget)
        self.verticalLayout.setObjectName("verticalLayout")
        self.widget = QtWidgets.QWidget(self.centralwidget)
        self.widget.setObjectName("widget")
        self.horizontalLayout_2 = QtWidgets.QHBoxLayout(self.widget)
        self.horizontalLayout_2.setObjectName("horizontalLayout_2")
        self.graphicsView = QtWidgets.QGraphicsView(self.widget)
        self.graphicsView.setObjectName("graphicsView")
        self.horizontalLayout_2.addWidget(self.graphicsView)
        self.verticalLayout.addWidget(self.widget)
        self.horizontalLayout = QtWidgets.QHBoxLayout()
        self.horizontalLayout.setObjectName("horizontalLayout")
        spacerItem = QtWidgets.QSpacerItem(40, 20, QtWidgets.QSizePolicy.Expanding, QtWidgets.QSizePolicy.Minimum)
        self.horizontalLayout.addItem(spacerItem)
        self.pushButton = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton.setText("")
        self.pushButton.setObjectName("pushButton")
        self.horizontalLayout.addWidget(self.pushButton)
        spacerItem1 = QtWidgets.QSpacerItem(40, 20, QtWidgets.QSizePolicy.Expanding, QtWidgets.QSizePolicy.Minimum)
        self.horizontalLayout.addItem(spacerItem1)
        self.pushButton_2 = QtWidgets.QPushButton(self.centralwidget)
        self.pushButton_2.setText("")
        self.pushButton_2.setObjectName("pushButton_2")
        self.horizontalLayout.addWidget(self.pushButton_2)
        self.verticalLayout.addLayout(self.horizontalLayout)
        mainWindow.setCentralWidget(self.centralwidget)

        self.retranslateUi(mainWindow)
        QtCore.QMetaObject.connectSlotsByName(mainWindow)

    def retranslateUi(self, mainWindow):
        _translate = QtCore.QCoreApplication.translate
        mainWindow.setWindowTitle(_translate("mainWindow", "菜芽"))

主代码：

from PyQt5 import QtWidgets
from PyQt5.QtCore import Qt, QRectF
from PyQt5.QtGui import QColor
from PyQt5.QtWidgets import QGraphicsItem
import qtawesome
from math import *
from numpy import *
import _thread
import sys
from PyQt5.QtCore import QTimer, QDateTime
import gui

class my_mainwindow():
    def __init__(self):
        # PyQt5中，每个应用程序都必须实例化一个QApplication()：
        app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
        self.my_MainWindow = QtWidgets.QMainWindow()
        self.my_ui = gui.Ui_mainWindow()
        self.my_ui.setupUi(self.my_MainWindow)
        self.my_MainWindow.setWindowOpacity(0.9)  # 设置窗口透明度
        self.my_MainWindow.setAttribute(Qt.WA_TranslucentBackground)  # 设置窗口背景透明
        self.my_MainWindow.setWindowFlag(Qt.FramelessWindowHint)  # 隐藏边框
        ##############################################################################
        self.my_ui.pushButton.setIcon(qtawesome.icon(‘fa.check-square‘,color=‘black‘))
        self.my_ui.pushButton_2.setIcon(qtawesome.icon(‘fa.legal‘, color=‘black‘))
        self.my_ui.pushButton.setStyleSheet(
            ‘‘‘QPushButton{background:#F7D674;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:yellow;}‘‘‘)
        self.my_ui.pushButton_2.setStyleSheet(
            ‘‘‘QPushButton{background:#6DDF6D;border-radius:5px;}QPushButton:hover{background:green;}‘‘‘)
        self.dd=0
        ####################################################################手动
        self.scene = QtWidgets.QGraphicsScene()  # 创建场景
        self.my_ui.graphicsView.setScene(self.scene)  # 将场景加入到视图中显示出来
        # self.my_ui.graphicsView.setRenderHint(QPainter.Antialiasing)  ##设置视图的抗锯齿渲染模式。
        ####################################################################
        self.timer = QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.showTime)
        self.click_pushbutton()
        #####################################################################
        self.my_MainWindow.show()
        sys.exit(app.exec_())

    def click_pushbutton(self):
        self.my_ui.pushButton.clicked.connect(self.begin)
        self.my_ui.pushButton_2.clicked.connect(self.close)

    def close(self):
        self.my_MainWindow.close()

    def showTime(self):
        self.dd = self.dd + 1
        self.scene.clear()
        xfloat = arange(-3.3 ** 0.5, 3.3 ** 0.5, 0.0001)
        yfloat = [abs(xx) ** (2 / 3) + 0.9 * (3.3 - xx ** 2) ** 0.5 * sin(self.dd * math.pi * xx) for xx in xfloat]
        xint = []
        yint = []
        for i in range(0, len(xfloat)):
            xint.append(750- int((xfloat[i] + 2) * 750 / 4))
            yint.append(int(750 - (yfloat[i] + 3) * 750 / 6))
        self.item = KEYTypeItem(xint, yint)  # 创建像素图元
        self.item.setPos(0, 0)
        self.scene.addItem(self.item)  # 将图元添加到场景中

    def begin(self):
        self.dd=0
        self.timer.start(100)
        self.my_ui.pushButton.setEnabled(False)
        _thread.start_new_thread(self.print_time, ("Thread-2",))

    def print_time(self,threadName):
        while 1:
            if self.dd==80:
                print(‘1‘)
                self.timer.stop()
                self.my_ui.pushButton.setEnabled(True)
                break


class KEYTypeItem(QGraphicsItem):

    def __init__(self,x,y):
        super(KEYTypeItem, self).__init__()
        self.myx=x
        self.myy=y

    def boundingRect(self):
        return QRectF(0, 0, 750, 750)

    def paint(self, painter, option, widget):
        painter.setPen(QColor(245, 12, 231))
        for i in range(0,len(self.myx)):
            painter.drawPoint(self.myx[i],self.myy[i])

        ‘‘‘
                .drawPie(0,0,95,95,0*16,120*16)绘制扇形
                .drawArc(0,0,95,95,30*16,120*16)绘制圆弧
                .drawText(50,50,"文字")绘制文本
                .drawRect(0,0,95,95)绘制矩形
                .drawLine(0,0,0,95)  绘制直线
                .drawEllipse(0, 0, 95, 95)绘制椭圆‘‘‘



if __name__ == "__main__":
    my_mainwindow()