保持QThread响应所需的time.sleep（）？

狄元魁

2023-03-14

问题内容：

首先，我是Python的新手。我是MatLab的长期用户（工程师，而不是计算机科学家），并且开始尝试将Python，NumPy，SciPy等工作到我的工作流程中的过程。因此，请原谅我对什么是出色的编程语言的明显无知！

作为我的第一项努力，我决定构建一个与正在开发的传感器进行交互的应用程序。传感器具有微秒级的分辨率（每500微秒来自512个高能量和512个低能量“像素”的数据），但是I
/
O会阻塞。由于我将不断轮询设备，因此我知道线程化对于使GUI保持响应非常重要（GUI最终还将最终与其他设备集成串行通信，并具有对传感器数据进行操作的图像处理子例程）。我创建了MatPlotLib的线程实例，以绘制来自传感器的这些“实时”数据。尽管我已经构建了独立与传感器通信的模块并验证了我知道如何在Python中进行此操作，但我还是从“模拟”开始
通过针对低能量“像素”生成512个随机数（介于8和12之间）和512个随机数（介于90和110之间），以生成低能量的“像素”。那就是线程。通过这里的许多示例，我还学会了使用blitting通过MatPlotLib-
BUT来获得足够快的屏幕更新，问题是，除非我使用以下方法使线程进程进入睡眠状态20毫秒time.sleep(0.02)，GUI没有响应。这可以得到验证，因为来自MatPlotLib的交互式X，Y数据点反馈不起作用，并且无法使用“停止”按钮来中断该过程。任何比time.sleep(0.02)使GUI更加平滑运行更长的时间，但以“数据速率”为代价。任何比time.sleep(0.02)使GUI无响应都慢的速度。我不确定我为什么。我本来打算改用GUIqwt，但是我想在放弃MatPlotLib之前会在这里询问，因为我不确定这是否是问题所在。我担心将线程休眠20ms意味着我错过了传感器阵列中至少40条潜在的数据行（40行*
500us /行= 20ms）。

这是当前代码：

import time, random, sys
from PyQt4.QtCore import *
from PyQt4.QtGui import *

from matplotlib.figure import Figure
from matplotlib.backends.backend_qt4agg import NavigationToolbar2QTAgg as NavigationToolbar
from matplotlib.backends.backend_qt4agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas

class ApplicationWindow(QMainWindow):

    def __init__(self, parent = None):

        QMainWindow.__init__(self, parent)

        self.thread = Worker()

        self.create_main_frame()
        self.create_status_bar()

        self.connect(self.thread, SIGNAL("finished()"), self.update_UI)
        self.connect(self.thread, SIGNAL("terminated()"), self.update_UI)       
        self.connect(self.startButton, SIGNAL("clicked()"), self.start_acquisition)       
        self.connect(self.stopButton, SIGNAL("clicked()"), self.stop_acquisition)
        self.thread.pixel_list.connect(self.update_figure)

    def create_main_frame(self):
        self.main_frame = QWidget()

        self.dpi = 100
        self.width = 10
        self.height = 8
        self.fig = Figure(figsize=(self.width, self.height), dpi=self.dpi)
        self.axes = self.fig.add_subplot(111)               
        self.axes.axis((0,512,0,120))

        self.canvas = FigureCanvas(self.fig)
        self.canvas.setParent(self.main_frame)
        self.canvas.updateGeometry()    
        self.canvas.draw()
        self.background = None

        self.lE_line, = self.axes.plot(range(512), [0 for i in xrange(512)], animated=True)
        self.hE_line, = self.axes.plot(range(512), [0 for i in xrange(512)], animated=True)

        self.mpl_toolbar = NavigationToolbar(self.canvas, self.main_frame)

        self.startButton = QPushButton(self.tr("&Start"))
        self.stopButton = QPushButton(self.tr("&Stop"))

        layout = QGridLayout()
        layout.addWidget(self.canvas, 0, 0)
        layout.addWidget(self.mpl_toolbar, 1, 0)
        layout.addWidget(self.startButton, 2, 0)       
        layout.addWidget(self.stopButton, 2, 1)

        self.main_frame.setLayout(layout)
        self.setCentralWidget(self.main_frame)

        self.setWindowTitle(self.tr("XRTdev Interface"))

    def create_status_bar(self):
        self.status_text = QLabel("I am a status bar.  I need a status to show!")
        self.statusBar().addWidget(self.status_text, 1)

    def start_acquisition(self):
        self.thread.exiting = False
        self.startButton.setEnabled(False)
        self.stopButton.setEnabled(True)
        self.thread.render()

    def stop_acquisition(self):
        self.thread.exiting = True
        self.startButton.setEnabled(True)
        self.stopButton.setEnabled(False)
        self.cleanup_UI()

    def update_figure(self, lE, hE):
        if self.background == None:
            self.background = self.canvas.copy_from_bbox(self.axes.bbox)
        self.canvas.restore_region(self.background)
        self.lE_line.set_ydata(lE)
        self.hE_line.set_ydata(hE)
        self.axes.draw_artist(self.lE_line)
        self.axes.draw_artist(self.hE_line)
        self.canvas.blit(self.axes.bbox)

    def update_UI(self):
        self.startButton.setEnabled(True)
        self.stopButton.setEnabled(False)
        self.cleanup_UI()

    def cleanup_UI(self):
        self.background = None
        self.axes.clear()        
        self.canvas.draw()

class Worker(QThread):

    pixel_list = pyqtSignal(list, list)

    def __init__(self, parent = None):
        QThread.__init__(self, parent)
        self.exiting = False

    def __del__(self):
        self.exiting = True
        self.wait()

    def render(self):
        self.start()

    def run(self):
        # simulate I/O
        n = random.randrange(100,200)
        while not self.exiting and n > 0:
            lE = [random.randrange(5,16) for i in xrange(512)]
            hE = [random.randrange(80,121) for i in xrange(512)]
            self.pixel_list.emit(lE, hE)
            time.sleep(0.02)
            n -= 1

def main():
    app = QApplication(sys.argv)
    form = ApplicationWindow()
    form.show()
    app.exec_()

if __name__ == "__main__":
    main()

也许我的问题甚至不是MatPlotLib或PyQT4，而是我实现线程的方式。正如我指出的那样，我对此并不陌生。而且，我什至不确定GUIqwt是否会解决这些问题中的任何一个-
但我确实知道我在这里看到了许多建议，它们可以比MatPlotLib更快地在GUI中进行“实时”绘图。感谢您的帮助！

问题答案：

[编辑，因为QThread令人困惑/困惑]

似乎有两种使用方式，要么将其子类化（如您的示例和文档所述），要么创建一个worker对象，然后将其移动到线程中（请参阅此博客文章）。然后，当您混入信号/插槽时，我会更加困惑。正如Avaris所说，这种变化可能不是您的问题。

我将您的Worker课程重新设计为的子课程QObject（因为这是我理解的风格）。

一个问题是，如果不将asleep放入假数据系统中，则会在不到1秒的时间内生成所有对主窗口的回调。然后，主线程在清除信号队列时实际上被阻塞了。如果将延迟设置为指定的延迟（0.0005s），则它会通过生成远远超过其显示速度的数据来加速运行，这似乎表明这可能不适合您的问题（务实，您也可以看不到那么快，而且似乎可以以30-40
fps播放）。

import time, random, sys
#from PySide.QtCore import *
#from PySide.QtGui import *

from PyQt4 import QtCore
from PyQt4 import QtGui

from matplotlib.figure import Figure
from matplotlib.backends.backend_qt4agg import NavigationToolbar2QTAgg as NavigationToolbar
from matplotlib.backends.backend_qt4agg import FigureCanvasQTAgg as FigureCanvas

class ApplicationWindow(QtGui.QMainWindow):
    get_data = QtCore.pyqtSignal()

    def __init__(self, parent = None):

        QtGui.QMainWindow.__init__(self, parent)


        self.thread = QtCore.QThread(parent=self)
        self.worker = Worker(parent=None)
        self.worker.moveToThread(self.thread)

        self.create_main_frame()
        self.create_status_bar()

        self.startButton.clicked.connect(self.start_acquisition) 
        self.stopButton.clicked.connect(self.stop_acquisition)
        self.worker.pixel_list.connect(self.update_figure)
        self.worker.done.connect(self.update_UI)

        self.get_data.connect(self.worker.get_data)


        self.thread.start()


    def create_main_frame(self):
        self.main_frame = QtGui.QWidget()

        self.dpi = 100
        self.width = 10
        self.height = 8
        self.fig = Figure(figsize=(self.width, self.height), dpi=self.dpi)
        self.axes = self.fig.add_subplot(111)               
        self.axes.axis((0,512,0,120))

        self.canvas = FigureCanvas(self.fig)
        self.canvas.setParent(self.main_frame)
        self.canvas.updateGeometry()    
        self.canvas.draw()
        self.background = None

        self.lE_line, = self.axes.plot(range(512), [0 for i in xrange(512)], animated=True)
        self.hE_line, = self.axes.plot(range(512), [0 for i in xrange(512)], animated=True)

        self.mpl_toolbar = NavigationToolbar(self.canvas, self.main_frame)

        self.startButton = QtGui.QPushButton(self.tr("&Start"))
        self.stopButton = QtGui.QPushButton(self.tr("&Stop"))

        layout = QtGui.QGridLayout()
        layout.addWidget(self.canvas, 0, 0)
        layout.addWidget(self.mpl_toolbar, 1, 0)
        layout.addWidget(self.startButton, 2, 0)       
        layout.addWidget(self.stopButton, 2, 1)

        self.main_frame.setLayout(layout)
        self.setCentralWidget(self.main_frame)

        self.setWindowTitle(self.tr("XRTdev Interface"))

    def create_status_bar(self):
        self.status_text = QtGui.QLabel("I am a status bar.  I need a status to show!")
        self.statusBar().addWidget(self.status_text, 1)

    def start_acquisition(self):
        self.worker.exiting = False
        self.startButton.setEnabled(False)
        self.stopButton.setEnabled(True)
        self.get_data.emit()

    def stop_acquisition(self):
        self.worker.exiting = True
        self.startButton.setEnabled(True)
        self.stopButton.setEnabled(False)
        self.cleanup_UI()

    def update_figure(self, lE, hE):
        if self.background == None:
            self.background = self.canvas.copy_from_bbox(self.axes.bbox)
        self.canvas.restore_region(self.background)
        self.lE_line.set_ydata(lE)
        self.hE_line.set_ydata(hE)
        self.axes.draw_artist(self.lE_line)
        self.axes.draw_artist(self.hE_line)
        self.canvas.blit(self.axes.bbox)

    def update_UI(self):
        self.startButton.setEnabled(True)
        self.stopButton.setEnabled(False)
        self.cleanup_UI()

    def cleanup_UI(self):
        self.background = None
        self.axes.clear()        
        self.canvas.draw()

class Worker(QtCore.QObject):

    pixel_list = QtCore.pyqtSignal(list, list)
    done = QtCore.pyqtSignal()

    def __init__(self, parent = None):
        QtCore.QObject.__init__(self, parent)
        self.exiting = True

    @QtCore.pyqtSlot()
    def get_data(self):
        # simulate I/O
        print 'data_start'
        n = random.randrange(100,200)
        html" target="_blank">while not self.exiting and n > 0:
            lE = [random.randrange(5,16) for i in xrange(512)]
            hE = [random.randrange(80,121) for i in xrange(512)]
            self.pixel_list.emit(lE, hE)
            time.sleep(0.05)
            n -= 1
        print 'n: ', n
        self.done.emit()

保持QThread响应所需的time.sleep（）？

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