Qt——线程类QThread

本文主要介绍Qt中线程类QThread的用法，参考（翻译+修改）了一篇文章：PyQt: Threading Basics Tutorial，虽然使用的是PyQt，但与C++中Qt的用法大同小异，不必太在意语言的差异。

在这篇文章中，我将写一个获取热点新闻的程序（使用新闻网站reddit.com的api），每隔2秒发送一个关键字，从服务器获得与该关键字相关的一条热点新闻。

我们的目标是实现以下几个功能：

• 用户在输入框中输入n个关键字，以英文的逗号,隔开
• 用一个搜索结果列表来呈现所获得的新闻标题
• 使用进度条更新已获得的新闻数目
• 用户随时可以停止获取数据

界面设计如下图：

上面是一个关键字输入框QLineEdit，中间使用QListWidget呈现获得的数据，下面是QProgressBar更新进度，最下面有一个停止按钮和一个开始按钮。

一、代码片段

1.新闻获取部分

我们使用接口https://www.reddit.com/r/keyword.json?limit=1从服务器获取数据。

import json
import time
import requests

agent = 'Mozilla/5.0 (Windows NT 6.2; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/57.0.2987.8 Safari/537.36'
headers = {
    'User-Agent': agent
}

def get_top_post(subreddit):
    #从服务器获取数据
    url = "https://www.reddit.com/r/{}.json?limit=1".format(subreddit)
    try:
        restext = requests.get(url, headers=headers)
        data = json.loads(restext.text)
        top_post = data['data']['children'][0]['data']
    except Exception as e:
        print(e)
        return '错误数据'
    return "'{title}' by {author} in {subreddit}".format(**top_post)

def get_top_from_subreddits(subreddits):
    for subreddit in subreddits:
        yield get_top_post(subreddit)
        time.sleep(2)

if __name__ == '__main__':
    for post in get_top_from_subreddits(['python', 'php', 'learnpython']):
        print(post)#输出结果

上面是获取并处理新闻数据的程序。需要注意的是其中 time.sleep(2) ，之所以每次发送请求要隔两秒，是因为服务器出于性能考虑，只允许每2秒发送一次请求，否则可能会得到错误的数据。在这里有3个关键字，python、php、learnpython，所以整个过程持续了大约6秒。

不必在意其中实现的细节，因为本文的重点是线程，而不是获取数据。

2.基本界面

我们可以在代码中实现所有控件和布局；也可以用Qt Designer设计好，然后使用命令 pyuic5 -o yourui.py yourui.ui 生成界面代码（具体可以参考该文：点我）。

在这里，我用的是第一个方法：

def initUI(self):
　　self.setWindowTitle('QThread Study')

    keywordLbl = QLabel('关键字(以逗号,隔开):')
    self.keywordEdit = QLineEdit()
    hrLayout = QHBoxLayout()
    hrLayout.addWidget(keywordLbl)
    hrLayout.addWidget(self.keywordEdit)

    resultLbl = QLabel('搜索结果:')
    self.resultList = QListWidget()
    vrLayout = QVBoxLayout()
    vrLayout.addWidget(resultLbl)
    vrLayout.addWidget(self.resultList)

    self.searchProgBar = QProgressBar()
    self.searchProgBar.setValue(0)
    self.stopBtn = QPushButton('停止')
    self.stopBtn.setEnabled(False)
    self.startBtn = QPushButton('开始')
    hrLayout1 = QHBoxLayout()
    hrLayout1.addWidget(self.stopBtn)
    hrLayout1.addWidget(self.startBtn)

    vrLayout1 = QVBoxLayout(self)
    vrLayout1.addLayout(hrLayout)
    vrLayout1.addLayout(vrLayout)
    vrLayout1.addWidget(self.searchProgBar)
    vrLayout1.addLayout(hrLayout1)

　　

二、未使用多线程

如果没有使用多线程，你可能会这么做：写好新闻获取的代码、写好界面代码，接下来简单地调用函数处理数据。这么做可以，但所有工作都在单独的GUI线程中完成，所以执行函数获取新闻时，你的程序将会被“冻结”住。

就像这样：

• 主线程被锁住
• 直到程序执行结束，搜索结果列表才会更新
• 输入框以及其它界面中的元素都无法使用
• 一旦函数开始执行，就没法停止获取数据

下面是主要代码（点击开始按钮 - 进入槽函数 - 获取新闻数据）：

class ThreadTestUI(QWidget):
    def __init__(self, parent = None):
        super().__init__(parent)
        self.initUI()
        #建立信号槽连接
        self.startBtn.clicked.connect(self.startBtnClicked)

    def startBtnClicked(self):
        subreddit_list = str(self.keywordEdit.text()).split(',')
        if subreddit_list == ['']:
            print('没有搜索内容')
            return
        self.resultList.clear()
        for post in self.get_top_from_subreddits(subreddit_list):
            self.resultList.addItem(post)

　　

三、使用多线程

没有使用多线程将导致程序卡住，体验很差，下面将使用QThread类重写我们的代码。

首先要做的就是写一个线程，这个线程与之前新闻获取部分 get_top_post 和 get_top_from_subreddits 做相同的事，每当获得新数据就立即更新界面，而且允许用户点击“停止”按钮停止获取数据。

1.QThread的基本结构

QThread类很简单，它的整体结构如下：

from PyQt4.QtCore import QThread

class YourThreadName(QThread):

    def __init__(self):
        QThread.__init__(self)

    def __del__(self):
        self.wait()

    def run(self):
        # your logic here

你可以通过给构造方法 __init__ 添加参数，将数据传给线程。

在 run 方法中处理你的数据。

注意不能直接调用run方法，而是通过 start 方法间接调用它，否则界面仍有可能被“冻结”住。

接下来是使用上面你定义的线程：

self.myThread = YourThreadName()
self.myThread.start()

如此，在run方法中写的代码得以执行，可以使用像isRunning这样的方法检测线程是否正在运行。

你可能会经常用到这些QThread的方法： quit 、 start 、 terminate 、 isFinished 、 isRunning 。

还有QThread的这些信号： finished 、 started 、 terminated 。

2.我们的程序

介绍完QThread类，下面回到我们的新闻获取程序。

我们可以很容易地将获取新闻的代码移到QThread类，除了修改run方法，其它地方基本保持原样。

另一个小的变化是，需要将新闻关键字的列表传到线程类中，从而在run方法中使用这些关键字。

def setSubReddit(self, subReddit):
    self.subreddits = subReddit

def run(self):
    for subreddit in self.subreddits:
        top_post = self._get_top_post(subreddit)
        self.sleep(2)

_get_top_post 方法是从之前的新闻获取代码直接复制过来的，在run方法中遍历之前设置的关键字subreddits。

主界面类：

self.testThread.setSubReddit(subreddit_list)
self.testThread.start()

OK，程序将在单独的线程中运行，然后根据关键字获取所有热点新闻。

但是，界面中的元素还没有得到更新，没有反馈给用户，所以我们还需做些什么。

当然，不能简单地在线程类中这么写： self.searchProgBar.setValue(int) ，因为它指向QThread对象，而不是UI对象。

在数据处理线程和UI线程之间沟通的正确方法是使用“信号”。

四、信号

数据获取线程在背后运行，主界面线程需要获得数据（比如新闻标题），从而更新界面元素（比如进度条和新闻列表）

下面先讲一下Pyqt的信号，它与C++中信号槽连接有所不同。

1.内建信号

获取数据结束之后需要通知用户，我们将使用一个所有QThread实例都有的信号。

首先写一个线程结束后我们想要执行的代码，比如打印一条信息，我们在主界面类中这么写：

def threadFinished(self):
    print('获取结束')

接下来是信号的连接，将QThread实例发出的信号与我们线程结束后打印信息的函数连接起来：

self.testThread = GetPostThread()
self.testThread.finished.connect(self.threadFinished)

内建信号与槽函数的连接很直接，自定义信号与之唯一的不同就是，我们首先需要在QThread类中定义一个信号，在主线程中的写法是一样的。

所以接下来——

2.自定义信号

想要像内建信号一样使用自定义信号，首先需要定义它们，在QThread类中定义信号：

postSignal = pyqtSignal(str)

注意：定义的信号有一个参数，类型是字符串str。

run方法中处理并获得数据，然后通过信号将其发出：

def run(self):
    for subreddit in self.subreddits:
        top_post = self._get_top_post(subreddit)
        self.postSignal.emit(top_post)
        self.sleep(2)

主线程获得信号，并将它与信号处理函数（槽函数）相连接：

self.testThread.postSignal.connect(self.getPostSlot)

信号发出时带有一个字符串参数（在这里是新闻的标题），定义信号处理函数时也设置一个额外的参数，获得传来的字符串：

def getPostSlot(self, top_post):
	self.resultList.addItem(top_post)
	self.searchProgBar.setValue(self.searchProgBar.value() + 1)

将获得的新闻标题呈现在列表中，并调整进度条的数值。

五、总结

到此为止，我们已经完成所有工作：

• 从新闻网站获取新闻的线程
• 线程与主线程的连接
• 如何实现自定义信号
• 如何使用内建信号

注意：在QThread线程类中处理数据，通过信号将数据发送到主界面线程，进而更新界面元素

看一下现在界面是怎么样的吧：

你将看到：

• 每获得一条新数据，界面立即更新
• 界面仍然可响应，比如拖动、改变输入框内容
• 主线程没有被锁住
• 随时可以点击停止按钮，停止获取数据

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