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Python QTimer实现多线程及QSS应用过程解析

284 次  2020-08-29  分类 : python教程

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")

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

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

************************************************************************************
整个这个实际上是遵循CSS 的对应的写法的,这个是CSS的手册,所有的东西都可以参考这里: https://css.doyoe.com/

Style Sheets是文字性的设定,对于整个应用程序可以使用QApplication::setStyleSheet() 或者对应一个窗口可以使用QWidget::setStyleSheet

举例:

ui->pushButton->setStyleSheet("QPushButton{border-image: url(:/new/prefix1/image/Main_preset_normal.bmp);}"
               "QPushButton:hover{border-image: url(:/new/prefix1/image/Main_preset_hold.bmp);}"
               "QPushButton:pressed{border-image: url(:/new/prefix1/image/Main_preset_down.bmp);}");按钮实现进入、离开、点击三种效果
self.right_widget.setStyleSheet('''
  QWidget#right_widget{
    color:#232C51;
    background:white;
    border-top:1px solid darkGray;
    border-bottom:1px solid darkGray;
    border-right:1px solid darkGray;
    border-top-right-radius:10px;
    border-bottom-right-radius:10px;
  }
  QLabel#right_lable{
    border:none;
    font-size:16px;
    font-weight:700;
    font-family: "Helvetica Neue", Helvetica, Arial, sans-serif;
  }
''')加#号,则是widget里的具体那个控件,不加#,没有#后面的控件名,则是widget里全部该类控件

self.my_ui.graphicsView.setStyleSheet("border:none;background-color:white;")

单个控件应用

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.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QGraphicsScene,QGraphicsItem
from PyQt5.QtCore import Qt, QRectF
from PyQt5.QtGui import QColor, QPainter
import qtawesome
from math import pi,sin
from numpy import arange
import _thread
from sys import argv,exit
from PyQt5.QtCore import QTimer
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 = QApplication(argv)
    self.my_MainWindow = 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.graphicsView.setStyleSheet("border:none;")
    self.my_ui.graphicsView.setStyleSheet("border:none;background-color:white;")
    ##############################################################################
    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 = 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()
    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 * 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:
        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()

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持python博客。

来源:python博客 欢迎分享!

本文链接:https://www.94e.cn/info/2947

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