PySide/PyQt-启动CPU密集型线程会挂起整个应用程序

Question

我试图在PySide GUI应用程序中做一件相当常见的事情：我想将一些CPU密集型任务委托给一个后台线程，这样我的GUI就可以保持响应，甚至可以在计算过程中显示进度指示器。

下面是我正在做的事情（我在Python2.7上使用PySide 1.1.1，Linux x86_64）：

import sys
import time
from PySide.QtGui import QMainWindow, QPushButton, QApplication, QWidget
from PySide.QtCore import QThread, QObject, Signal, Slot

class Worker(QObject):
    done_signal = Signal()

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

    @Slot()
    def do_stuff(self):
        print "[thread %x] computation started" % self.thread().currentThreadId()
        for i in range(30):
            # time.sleep(0.2)
            x = 1000000
            y = 100**x
        print "[thread %x] computation ended" % self.thread().currentThreadId()
        self.done_signal.emit()


class Example(QWidget):

    def __init__(self):
        super(Example, self).__init__()

        self.initUI()

        self.work_thread = QThread()
        self.worker = Worker()
        self.worker.moveToThread(self.work_thread)
        self.work_thread.started.connect(self.worker.do_stuff)
        self.worker.done_signal.connect(self.work_done)

    def initUI(self):

        self.btn = QPushButton('Do stuff', self)
        self.btn.resize(self.btn.sizeHint())
        self.btn.move(50, 50)       
        self.btn.clicked.connect(self.execute_thread)

        self.setGeometry(300, 300, 250, 150)
        self.setWindowTitle('Test')    
        self.show()


    def execute_thread(self):
        self.btn.setEnabled(False)
        self.btn.setText('Waiting...')
        self.work_thread.start()
        print "[main %x] started" % (self.thread().currentThreadId())

    def work_done(self):
        self.btn.setText('Do stuff')
        self.btn.setEnabled(True)
        self.work_thread.exit()
        print "[main %x] ended" % (self.thread().currentThreadId())


def main():

    app = QApplication(sys.argv)
    ex = Example()
    sys.exit(app.exec_())


if __name__ == '__main__':
    main()

应用程序显示一个带有按钮的窗口。 当按下按钮时，我希望它在执行计算时禁用自身。然后，该按钮应重新启用。

相反，当我按下按钮时，整个窗口在计算过程中冻结，然后，当它完成时，我重新控制应用程序。按钮似乎从未被禁用过。 有趣的是，如果我用一个简单的time.sleep（）替换do_stuff()中的CPU密集型计算，程序就会按预期运行。

我不知道到底发生了什么，但是第二个线程的优先级似乎很高，以至于它实际上阻止了GUI线程被调度。如果第二个线程进入阻塞状态（就像在sleep()中发生的那样），GUI实际上有机会按照预期运行和更新接口。我试图更改工作线程优先级，但看起来在Linux上无法完成。

另外，我试图打印线程ID，但我不确定我是否正确。如果我是，线程关联似乎是正确的。

我还用PyQt尝试了这个程序，其行为完全相同，因此出现了标记和标题。如果我可以用PyQt4而不是PySide运行它，我可以将整个应用程序切换到PyQt4

Answer 1

这可能是由持有Python的GIL的工作线程引起的。在一些Python实现中，一次只能执行一个Python线程。GIL防止其他线程执行Python代码，并在不需要GIL的函数调用期间释放。

例如，GIL是在实际IO期间发布的，因为IO是由操作系统而不是Python解释器处理的。

解决方案：

1. 显然，您可以在工作线程中使用time.sleep(0)来屈服于其他线程（according to this SO question）。您必须定期自己调用time.sleep(0)，并且GUI线程将只在后台线程调用此函数时运行。

2. 如果工作线程足够独立，则可以将其放入完全独立的进程中，然后通过通过管道发送pickled对象进行通信。在前台进程中，创建一个工作线程来处理后台进程的IO。由于工作线程将执行IO而不是CPU操作，因此它不会保存GIL，这将为您提供一个完全响应的GUI线程。

3. 一些Python实现（JPython和IronPython）没有GIL。

CPython中的线程只对多路复用IO操作有用，而不是将CPU密集型任务放在后台。对于许多应用程序来说，CPython实现中的线程是从根本上被破坏的，并且很可能在可预见的未来保持这种状态。

Answer 2

最后，这对我的问题是有效的-所以代码可以帮助其他人。

import sys
from PySide import QtCore, QtGui
import time

class qOB(QtCore.QObject):

    send_data = QtCore.Signal(float, float)

    def __init__(self, parent = None):
        QtCore.QObject.__init__(self)
        self.parent = None
        self._emit_locked = 1
        self._emit_mutex = QtCore.QMutex()

    def get_emit_locked(self):
        self._emit_mutex.lock()
        value = self._emit_locked
        self._emit_mutex.unlock()
        return value

    @QtCore.Slot(int)
    def set_emit_locked(self, value):
        self._emit_mutex.lock()
        self._emit_locked = value
        self._emit_mutex.unlock()

    @QtCore.Slot()
    def execute(self):
        t2_z = 0
        t1_z  = 0
        while True:
            t = time.clock()

            if self.get_emit_locked() == 1: # cleaner
            #if self._emit_locked == 1: # seems a bit faster but less               responsive, t1 = 0.07, t2 = 150
                self.set_emit_locked(0)
                self.send_data.emit((t-t1_z)*1000, (t-t2_z)*1000)
                t2_z = t

            t1_z = t

class window(QtGui.QMainWindow):

    def __init__(self):
        QtGui.QMainWindow.__init__(self)

        self.l = QtGui.QLabel(self)
        self.l.setText("eins")

        self.l2 = QtGui.QLabel(self)
        self.l2.setText("zwei")

        self.l2.move(0, 20) 

        self.show()

        self.q = qOB(self)
        self.q.send_data.connect(self.setLabel)

        self.t = QtCore.QThread()
        self.t.started.connect(self.q.execute)
        self.q.moveToThread(self.t)

        self.t.start()

    @QtCore.Slot(float, float)
    def setLabel(self, inp1, inp2):

        self.l.setText(str(inp1))
        self.l2.setText(str(inp2))

        self.q.set_emit_locked(1)



if __name__ == '__main__':

    app = QtGui.QApplication(sys.argv)
    win = window()
    sys.exit(app.exec_())