第二十七章 多线程
27.1 QThread类
27.2 简单爬虫实战
27.3 小结
当在执行某些复杂且耗时的操作时，我们不能将该操作放在界面控制线程中(即UI线程，就是app.exec_()所在的线程)，否则我们会发现界面停止响应(或卡顿)，比如下面这个例子就是：
import sys
import time
from PyQt5.QtCore import Qt
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QLabel, QVBoxLayout
class Demo(QWidget):
def __init__(self):
super(Demo, self).__init__()
self.count = 0
self.button = QPushButton('Count', self)
self.button.clicked.connect(self.count_func)
self.label = QLabel('0', self)
self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
self.v_layout = QVBoxLayout()
self.v_layout.addWidget(self.label)
self.v_layout.addWidget(self.button)
self.setLayout(self.v_layout)
def count_func(self):
while True:
self.count += 1
self.label.setText(str(self.count))
time.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
demo = Demo()
demo.show()
sys.exit(app.exec_())理想的情况应该是这样，当我们点击按钮时，程序就会无限计数，然后将文本设置为相应的数字。但是这里的计数操作绝对耗时，而且它处在UI线程中(此时都是主线程)，所以程序界面会停止响应，文本不会显示计数，而查看控制台会发现是有在计数的。
运行截图如下，程序界面停止响应，文本不显示计数：
控制台却是有输出计数的：
为解决这种情况，我们应该采用多线程，将复杂耗时的操作放在与界面控制不同的线程中，让两者独立开来。下面我们就来了解下如何使用多线程(第十章中讲到的QTimer也属于多线程技术，所以同样可以解决上述程序中的界面卡死问题，不过我们本章主要还是讲QThread)。
27.1 QThread类
要实现多线程，我们要先继承QThread类并重新实现其中的run()函数，也就是说把耗时的操作放入run()函数中。比如我们把上面例子的计数操作放在run()函数中：
class MyThread(QThread):
def __init__(self):
super(MyThread, self).__init__()
self.count = 0
def run(self):
while True:
print(self.count)
self.count += 1
self.sleep(1)小伙伴们可能还发现了一点，就是笔者这里把time.sleep(1)用self.sleep(1)来代替了，QThread类有一个sleep()方法可以强制让当前线程睡眠相应的秒数。接下来只需要将该线程在Demo类中实例化并调用start()就可以使用了：
import sys
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QLabel, QVBoxLayout
class Demo(QWidget):
def __init__(self):
super(Demo, self).__init__()
self.button = QPushButton('Count', self)
self.button.clicked.connect(self.count_func)
self.label = QLabel('0', self)
self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
self.my_thread = MyThread()
self.v_layout = QVBoxLayout()
self.v_layout.addWidget(self.label)
self.v_layout.addWidget(self.button)
self.setLayout(self.v_layout)
def count_func(self):
self.my_thread.start()
class MyThread(QThread):
def __init__(self):
super(MyThread, self).__init__()
self.count = 0
def run(self):
while True:
print(self.count)
self.count += 1
self.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
demo = Demo()
demo.show()
sys.exit(app.exec_())到目前我们运行起来发现只是在控制台有输出，所以现在还差最后一步，就是让界面上的数字发生变化。但是label变量在UI线程中，而count变量在my_thread线程中，要怎么让label显示count变量的值呢？
答案就是信号。我们要用信号来时刻传递count变量的值给UI线程中的label。我们在第二章中的2.5节了解过了自定义信号的用法，现在再来看下如何在自定义信号中传递值：
import sys
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QLabel, QVBoxLayout
class Demo(QWidget):
def __init__(self):
super(Demo, self).__init__()
self.button = QPushButton('Count', self)
self.button.clicked.connect(self.count_func)
self.label = QLabel('0', self)
self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
self.my_thread = MyThread()
self.my_thread.my_signal.connect(self.set_label_func) # 3
self.v_layout = QVBoxLayout()
self.v_layout.addWidget(self.label)
self.v_layout.addWidget(self.button)
self.setLayout(self.v_layout)
def count_func(self):
self.my_thread.start()
def set_label_func(self, num): # 4
self.label.setText(num)
class MyThread(QThread):
my_signal = pyqtSignal(str) # 1
def __init__(self):
super(MyThread, self).__init__()
self.count = 0
def run(self):
while True:
print(self.count)
self.count += 1
self.my_signal.emit(str(self.count)) # 2
self.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
demo = Demo()
demo.show()
sys.exit(app.exec_())1. 首先在MyThread()类中自定义一个信号，pyqtSignal(str)加上str就代表这个信号可以传一个字符串数值；
2. 然后在run()函数中，我们调用信号的emit()函数释放信号，其中传入str(self.count)字符串值(count变量本身是int类型，而信号要传递的是字符串，所以要调用str()方法将count转为字符串)。也就是说每次循环都会释放信号，而该信号会同时传递count变量的字符串值；
3-4. 其次在UI线程中进行信号和槽的连接，在槽函数中我们将label的值设为传递过来的数值。
此时运行起来我们发现界面已经不会再卡死了：
既然有了启动的按钮，那当然也要加个停止的按钮了：
import sys
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QLabel, QHBoxLayout, QVBoxLayout
class Demo(QWidget):
def __init__(self):
super(Demo, self).__init__()
self.button = QPushButton('Start', self)
self.button.clicked.connect(self.count_func)
self.button_2 = QPushButton('Stop', self) # 3
self.button_2.clicked.connect(self.stop_count_func)
self.label = QLabel('0', self)
self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
self.my_thread = MyThread()
self.my_thread.my_signal.connect(self.set_label_func)
self.h_layout = QHBoxLayout()
self.v_layout = QVBoxLayout()
self.h_layout.addWidget(self.button)
self.h_layout.addWidget(self.button_2)
self.v_layout.addWidget(self.label)
self.v_layout.addLayout(self.h_layout)
self.setLayout(self.v_layout)
def count_func(self):
self.my_thread.is_on = True # 5
self.my_thread.start()
def set_label_func(self, num):
self.label.setText(num)
def stop_count_func(self): # 4
self.my_thread.is_on = False
self.my_thread.count = 0
class MyThread(QThread):
my_signal = pyqtSignal(str)
def __init__(self):
super(MyThread, self).__init__()
self.count = 0
self.is_on = True # 1
def run(self):
while self.is_on: # 2
print(self.count)
self.count += 1
self.my_signal.emit(str(self.count))
self.sleep(1)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
demo = Demo()
demo.show()
sys.exit(app.exec_())1-2. 要控制my_thread线程的启动和停止，只需要控制run函数中的while循环即可，is_on变量的作用就是如此；
3. 实例化一个停止按钮，并将信号和槽连接起来，该按钮用于停止my_thread线程；
4. 在槽函数中我们将my_thread中的is_on变量设为False，并将count变量重设为0，此时发现界面上的数字已经不会再改变，my_thread线程运行结束；
5. 在count_func()槽函数中，我们需要重新将is_on变量设为True，不然调用start()方法的话run()函数中循环会直接退出。
运行截图如下：
27.2 简单爬虫实战
在爬虫应用中，我们通常会把耗时的爬虫操作放在自定义的多线程中，并将爬取下来的内容保存到文件里。下面我们用python3自带的urllib模块来获取python官网首页的源码并保存到txt文件中(一些读者可能还没学爬虫，不过没关系，这里只是用到非常简单的例子做个示范，重点还是要学会怎么运用PyQt5的多线程)。
获取python官网首页源码的操作如下：
import urllib.request
response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
print(response.read().decode('utf-8'))非常简单，导入urllib库中的request的模块，接下来调用urlopen()方法传入需要请求的网址即可。获取到的网页响应就是response，然后调用read()方法读取响应内容并通过decode()方法解码。
输出内容如下：
我们将该操作放入到放入到自定义的CrawlThread类中，同时加上保存到文件的操作：
class CrawlThread(QThread):
status_signal = pyqtSignal(str)
def __init__(self):
super(CrawlThread, self).__init__()
def run(self):
self.status_signal.emit('Crawling')
response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
self.status_signal.emit('Saving')
with open('python.txt', 'w') as f:
f.write(response.read().decode('utf-8'))
self.status_signal.emit('Done')status_signal用来传递状态字符串，这样可以让用户知道进度如何。那接下来就只需要在Demo类中实例化该线程，并且将线程中的信号和槽进行连接即可。完整代码如下：
import sys
import urllib.request
from PyQt5.QtCore import Qt, QThread, pyqtSignal
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QLabel, QVBoxLayout
class Demo(QWidget):
def __init__(self):
super(Demo, self).__init__()
self.button = QPushButton('Start', self)
self.button.clicked.connect(self.start_func)
self.label = QLabel('Ready to do', self)
self.label.setAlignment(Qt.AlignCenter)
self.crawl_thread = CrawlThread()
self.crawl_thread.status_signal.connect(self.status_func)
self.v_layout = QVBoxLayout()
self.v_layout.addWidget(self.label)
self.v_layout.addWidget(self.button)
self.setLayout(self.v_layout)
def start_func(self):
self.crawl_thread.start()
def status_func(self, status):
self.label.setText(status)
class CrawlThread(QThread):
status_signal = pyqtSignal(str)
def __init__(self):
super(CrawlThread, self).__init__()
def run(self):
self.status_signal.emit('Crawling')
response = urllib.request.urlopen('https://www.python.org')
self.status_signal.emit('Saving')
with open('python.txt', 'w') as f:
f.write(response.read().decode('utf-8'))
self.status_signal.emit('Done')
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
demo = Demo()
demo.show()
sys.exit(app.exec_())运行截图如下：
运行完毕后可以发现项目目录下多了个python.txt文件，里面就是python官网首页的源码了。
27.3 小结
1. 为避免程序界面卡死，我们应该将复杂耗时的操作放入到自定义的线程中，重新定义run函数即可；
2. 若要实时获取线程中的某个值，可以通过信号来传递。
