分析Python編程時利用wxPython來支持多線程的方法
如果你經(jīng)常使用python開發(fā)GUI程序的話，那么就知道，有時你需要很長時間來執(zhí)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(huán)，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(xiàn)。
wxpython線程安全方法
wxPython中，有三個“線程安全”的函數(shù)。如果你在更新UI界面時，三個函數(shù)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(shù)：wx.PostEvent, wx.CallAfter和wx.CallLater。據(jù)Robin Dunn（wxPython作者）描述，wx.CallAfter使用了wx.PostEvent來給應用程序?qū)ο蟀l(fā)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(zhí)行處理程序來做出反應。我認為wx.CallLater是在特定時間后調(diào)用了wx.CallAfter函數(shù)，已實現(xiàn)規(guī)定時間后發(fā)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(zhí)行python字節(jié)碼，這會限制程序使用CPU內(nèi)核的數(shù)量。另外，他還說，“wxPython發(fā)布GIL是為了在調(diào)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(shù)中，wx.CallLater是最抽象的線程安全函數(shù), 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(shù)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(xiàn)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(xiàn)：
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(fā)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(fā)送過程中卡住，UI界面也會被掛起，直到文檔發(fā)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(huán)6次，每次sheep10秒，然后使用wx.CallAfter和PubSub更新UI界面。循環(huán)結(jié)束后，我們發(fā)送結(jié)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(chǎn)生混亂。對用戶來說是一個考驗，你可以顯示線程PID，來區(qū)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?nèi)绾螐木€程中提取消息，并用來更新界面？我們還使用接受到數(shù)據(jù)的類型來告訴我們什么顯示給了用戶。很酷吧？現(xiàn)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(shù)關聯(lián)起來，在wxPython代碼中，我們將事件處理函數(shù)與EVT_RESULT進行捆綁，這就可以在線程中使用wx.PostEvent來將事件發(fā)送給自定義的ResultEvent了。
結(jié)束語
希望你已經(jīng)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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