python gui - wxPython多線程支持

ybw8 9年前發布 | 21K 次閱讀 wxPython Python開發

如果你經常使用python開發GUI程序的話，那么就知道，有時你需要很長時間來執行一個任務。當然，如果你使用命令行程序來做的話，你回非常驚訝。大部分情況下，這會堵塞GUI的事件循環，用戶會看到程序卡死。如何才能避免這種情況呢？當然是利用線程或進程了！本文，我們將探索如何使用wxPython和theading模塊來實現。

wxpython線程安全方法

wxPython中，有三個“線程安全”的函數。如果你在更新UI界面時，三個函數都不使用，那么你可能會遇到奇怪的問題。有時GUI也忙運行挺正常，有時卻會無緣無故的崩潰。因此就需要這三個線程安全的函數：wx.PostEvent, wx.CallAfter和wx.CallLater。據Robin Dunn（wxPython作者）描述，wx.CallAfter使用了wx.PostEvent來給應用程序對象發生事件。應用程序會有個事件處理程序綁定到事件上，并在收到事件后，執行處理程序來做出反應。我認為wx.CallLater是在特定時間后調用了wx.CallAfter函數，已實現規定時間后發送事件。

Robin Dunn還指出Python全局解釋鎖 (GIL)也會避免多線程同時執行python字節碼，這會限制程序使用CPU內核的數量。另外，他還說，“wxPython發布GIL是為了在調用wx API時，其他線程也可以運行”。換句話說，在多核機器上使用多線程，可能效果會不同。

總之，大概的意思是桑wx函數中，wx.CallLater是最抽象的線程安全函數, wx.CallAfter次之，wx.PostEvent是最低級的。下面的實例，演示了如何使用wx.CallAfter和wx.PostEvent函數來更新wxPython程序。

wxPython, Theading, wx.CallAfter and PubSub

wxPython郵件列表中，有些專家會告訴其他人使用wx.CallAfter，并利用PubSub實現wxPython應用程序與其他線程進行通訊，我也贊成。如下代碼是具體實現：

import time  
import wx  

from threading import Thread  
from wx.lib.pubsub import Publisher  

########################################################################  
class TestThread(Thread):  
    """Test Worker Thread Class.""" 

    #----------------------------------------------------------------------  
    def __init__(self):  
        """Init Worker Thread Class.""" 
        Thread.__init__(self)  
        self.start()    # start the thread  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def run(self):  
        """Run Worker Thread.""" 
        # This is the code executing in the new thread.  
        for i in range(6):  
            time.sleep(10)  
            wx.CallAfter(self.postTime, i)  
        time.sleep(5)  
        wx.CallAfter(Publisher().sendMessage, "update", "Thread finished!")  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def postTime(self, amt):  
        """ 
        Send time to GUI 
        """ 
        amtOfTime = (amt + 1) * 10 
        Publisher().sendMessage("update", amtOfTime)  

########################################################################  
class MyForm(wx.Frame):  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def __init__(self):  
        wx.Frame.__init__(self, None, wx.ID_ANY, "Tutorial")  

        # Add a panel so it looks the correct on all platforms  
        panel = wx.Panel(self, wx.ID_ANY)  
        self.displayLbl = wx.StaticText(panel, label="Amount of time since thread started goes here")  
        self.btn = btn = wx.Button(panel, label="Start Thread")  

        btn.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.onButton)  

        sizer = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)  
        sizer.Add(self.displayLbl, 0, wx.ALL|wx.CENTER, 5)  
        sizer.Add(btn, 0, wx.ALL|wx.CENTER, 5)  
        panel.SetSizer(sizer)  

        # create a pubsub receiver  
        Publisher().subscribe(self.updateDisplay, "update")  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def onButton(self, event):  
        """ 
        Runs the thread 
        """ 
        TestThread()  
        self.displayLbl.SetLabel("Thread started!")  
        btn = event.GetEventObject()  
        btn.Disable()  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def updateDisplay(self, msg):  
        """ 
        Receives data from thread and updates the display 
        """ 
        t = msg.data  
        if isinstance(t, int):  
            self.displayLbl.SetLabel("Time since thread started: %s seconds" % t)  
        else:  
            self.displayLbl.SetLabel("%s" % t)  
            self.btn.Enable()  

#----------------------------------------------------------------------  
# Run the program  
if __name__ == "__main__":  
    app = wx.PySimpleApp()  
    frame = MyForm().Show()  
    app.MainLoop()

我們會用time模塊來模擬耗時過程，請隨意將自己的代碼來代替，而在實際項目中，我用來打開Adobe Reader，并將其發送給打印機。這并沒什么特別的，但我不用線程的話，應用程序中的打印按鈕就會在文檔發送過程中卡住，UI界面也會被掛起，直到文檔發送完畢。即使一秒，兩秒對用戶來說都有卡的感覺。

總之，讓我們來看看是如何工作的。在我們編寫的Thread類中，我們重寫了run方法。該線程在被實例化時即被啟動，因為我們在__init__方法中有“self.start”代碼。run方法中，我們循環6次，每次sheep10秒，然后使用wx.CallAfter和PubSub更新UI界面。循環結束后，我們發送結束消息給應用程序，通知用戶。

你會注意到，在我們的代碼中，我們是在按鈕的事件處理程序中啟動的線程。我們還禁用按鈕，這樣就不能開啟多余的線程來。如果我們讓一堆線程跑的話，UI界面就會隨機的顯示“已完成”，而實際卻沒有完成，這就會產生混亂。對用戶來說是一個考驗，你可以顯示線程PID，來區分線程，你可能要在可以滾動的文本控件中輸出信息，這樣你就能看到各線程的動向。

最后可能就是PubSub接收器和事件的處理程序了：

def updateDisplay(self, msg):  
    """ 
    Receives data from thread and updates the display 
    """ 
    t = msg.data  
    if isinstance(t, int):  
        self.displayLbl.SetLabel("Time since thread started: %s seconds" % t)  
    else:  
        self.displayLbl.SetLabel("%s" % t)  
        self.btn.Enable()

看我們如何從線程中提取消息，并用來更新界面？我們還使用接受到數據的類型來告訴我們什么顯示給了用戶。很酷吧？現在，我們玩點相對低級一點點，看wx.PostEvent是如何辦的。

wx.PostEvent與線程

下面的代碼是基于wxPython wiki編寫的，這看起來比wx.CallAfter稍微復雜一下，但我相信我們能理解。

import time  
import wx  

from threading import Thread  

# Define notification event for thread completion  
EVT_RESULT_ID = wx.NewId()  

def EVT_RESULT(win, func):  
    """Define Result Event.""" 
    win.Connect(-1, -1, EVT_RESULT_ID, func)  

class ResultEvent(wx.PyEvent):  
    """Simple event to carry arbitrary result data.""" 
    def __init__(self, data):  
        """Init Result Event.""" 
        wx.PyEvent.__init__(self)  
        self.SetEventType(EVT_RESULT_ID)  
        self.data = data  

########################################################################  
class TestThread(Thread):  
    """Test Worker Thread Class.""" 

    #----------------------------------------------------------------------  
    def __init__(self, wxObject):  
        """Init Worker Thread Class.""" 
        Thread.__init__(self)  
        self.wxObject = wxObject  
        self.start()    # start the thread  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def run(self):  
        """Run Worker Thread.""" 
        # This is the code executing in the new thread.  
        for i in range(6):  
            time.sleep(10)  
            amtOfTime = (i + 1) * 10 
            wx.PostEvent(self.wxObject, ResultEvent(amtOfTime))  
        time.sleep(5)  
        wx.PostEvent(self.wxObject, ResultEvent("Thread finished!"))  

########################################################################  
class MyForm(wx.Frame):  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def __init__(self):  
        wx.Frame.__init__(self, None, wx.ID_ANY, "Tutorial")  

        # Add a panel so it looks the correct on all platforms  
        panel = wx.Panel(self, wx.ID_ANY)  
        self.displayLbl = wx.StaticText(panel, label="Amount of time since thread started goes here")  
        self.btn = btn = wx.Button(panel, label="Start Thread")  

        btn.Bind(wx.EVT_BUTTON, self.onButton)  

        sizer = wx.BoxSizer(wx.VERTICAL)  
        sizer.Add(self.displayLbl, 0, wx.ALL|wx.CENTER, 5)  
        sizer.Add(btn, 0, wx.ALL|wx.CENTER, 5)  
        panel.SetSizer(sizer)  

        # Set up event handler for any worker thread results  
        EVT_RESULT(self, self.updateDisplay)  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def onButton(self, event):  
        """ 
        Runs the thread 
        """ 
        TestThread(self)  
        self.displayLbl.SetLabel("Thread started!")  
        btn = event.GetEventObject()  
        btn.Disable()  

    #----------------------------------------------------------------------  
    def updateDisplay(self, msg):  
        """ 
        Receives data from thread and updates the display 
        """ 
        t = msg.data  
        if isinstance(t, int):  
            self.displayLbl.SetLabel("Time since thread started: %s seconds" % t)  
        else:  
            self.displayLbl.SetLabel("%s" % t)  
            self.btn.Enable()  

#----------------------------------------------------------------------  
# Run the program  
if __name__ == "__main__":  
    app = wx.PySimpleApp()  
    frame = MyForm().Show()  
    app.MainLoop()

讓我們先稍微放一放，對我來說，最困擾的事情是第一塊：

# Define notification event for thread completion  
EVT_RESULT_ID = wx.NewId()  

def EVT_RESULT(win, func):  
    """Define Result Event.""" 
    win.Connect(-1, -1, EVT_RESULT_ID, func)  

class ResultEvent(wx.PyEvent):  
    """Simple event to carry arbitrary result data.""" 
    def __init__(self, data):  
        """Init Result Event.""" 
        wx.PyEvent.__init__(self)  
        self.SetEventType(EVT_RESULT_ID)  
        self.data = data

EVT_RESULT_ID只是一個標識，它將線程與wx.PyEvent和“EVT_RESULT”函數關聯起來，在wxPython代碼中，我們將事件處理函數與EVT_RESULT進行捆綁，這就可以在線程中使用wx.PostEvent來將事件發送給自定義的ResultEvent了。

結束語

希望你已經明白在wxPython中基本的多線程技巧。還有其他多種多線程方法這里就不在涉及，如wx.Yield和Queues。幸好有wxPython wiki,它涵蓋了這些話題，因此如果你有興趣可以訪問wiki的主頁，查看這些方法的使用。

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