保持QThread响应需要time.sleep()吗？

Question

首先，我是Python的新手。我之前一直在用MatLab（我是工程师，不是计算机科学家），现在开始尝试把Python、NumPy、SciPy等融入我的工作流程。所以，请原谅我对这个很棒的编程语言的无知！

作为我的第一次尝试，我决定开发一个应用程序来与我正在开发的传感器进行交互。这个传感器的分辨率是微秒级的（每500微秒会有512个高能和512个低能“像素”的数据），但输入输出会是阻塞的。因为我会不断地查询这个设备，所以我知道使用线程很重要，这样可以保持图形界面（GUI）响应迅速（最终这个GUI还会与另一个设备进行串行通信，并有一个处理传感器数据的图像处理子程序）。我创建了一个使用线程的MatPlotLib实例来绘制这些来自传感器的“实时”数据。虽然我已经独立构建了与传感器通信的模块，并确认我知道如何在Python中做到这一点，但我现在只是通过生成512个在8到12之间的随机数来模拟低能“像素”，以及512个在90到110之间的随机数来模拟高能“像素”。这就是我使用线程的部分。从这里的许多例子中，我还学会了使用blitting来让MatPlotLib的屏幕更新足够快——但是，问题是，除非我让线程休眠20毫秒（使用time.sleep(0.02)），否则GUI就会无响应。可以验证的是，MatPlotLib的交互式X,Y数据点反馈无法工作，而‘停止’按钮也无法用来中断这个过程。任何超过time.sleep(0.02)的时间都会让GUI运行得更流畅，但代价是“数据速率”。任何低于time.sleep(0.02)的时间都会让GUI无响应。我不太明白为什么。我本来想去试试GUIqwt，但在放弃MatPlotLib之前想在这里问问，因为我不确定这是否真的是问题所在。我担心让线程休眠20毫秒会导致我错过至少40行来自传感器阵列的数据（40行 * 500微秒/行 = 20毫秒）。

这是我当前的代码：

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()

也许我的问题根本不在于MatPlotLib或PyQT4，而是我实现线程的方式。正如我所说，我是新手，正在学习。而且，我甚至不确定GUIqwt是否能解决这些问题——但我知道我在这里看到过很多推荐，建议使用比MatPlotLib更快的东西来在GUI中进行“实时”绘图。谢谢大家的帮助！

数据处理 gui 图像处理线程 matplotlib 实时数据 qthread blitting

保持QThread响应需要time.sleep()吗？

1 个回答

撰写回答