引言

學習多線程最典型的問題就是如何在多個線程之間傳遞消息與寫作，PyQT5的線程支持在不同線程之間傳遞信號觸發事件，實現多個線程之間的協助，完成諸如生產者-消費者這樣經典的多線程協作。本文將通過QThread與信號槽機制構建一個生產者-消費者模型，演示多個線程之間的協作。

應用程序概述

這里演示了一個從圖像采集（用本地圖像數據集替代）到圖像分析處理（簡單二值化+形態學處理）、到主界面更新的應用程序。主界面是UI線程、圖像采集跟圖像分析分別在兩個不同的工作線程中，通過信號與槽機制協作工作，相互配合實現圖像采集到分析到結果更新到界面線程。

多線程協作信號觸發示意圖

代碼實現

這樣實現了三個類

ImageFetchThread // 圖像采集
ImageAnalysisThread // 圖像分析
ContentPanel // 界面顯示與更新

這三個類的代碼分別，模擬圖像采集線程

 1classImageFetchThread(QtCore.QThread):
 2fire_stats_signal=QtCore.pyqtSignal(dict)
 3
 4def__init__(self,images_dir):
 5super(ImageFetchThread,self).__init__()
 6self.images_dir=images_dir
 7self.read_next=True
 8
 9defrequest_image(self):
10self.read_next=True
11
12defrun(self):
13iflen(self.images_dir)==0:
14return
15files=os.listdir(self.images_dir)
16idx=0
17whileTrue:
18ifidx==len(files):
19break
20ifself.read_nextisTrue:
21print("graboneimage...")
22image=cv.imread(os.path.join(self.images_dir,files[idx]))
23gray=cv.cvtColor(image,cv.COLOR_BGR2GRAY)
24idx+=1
25self.read_next=False
26self.fire_stats_signal.emit({"im_data":gray})
27self.fire_stats_signal.emit({"done":"done"})
28return

處理圖像線程

 1classImageAnalysisThread(QtCore.QThread):
 2request_image_signal=QtCore.pyqtSignal()
 3update_result_signal=QtCore.pyqtSignal(dict)
 4
 5def__init__(self):
 6super(ImageAnalysisThread,self).__init__()
 7self.image_data=None
 8self.stop=False
 9
10defprocess_im(self,results):
11self.image_data=results.get("im_data")
12ifresults.get("done")isnotNone:
13self.stop=True
14
15defrun(self):
16whileTrue:
17ifself.stopisTrue:
18break
19ifself.image_dataisNone:
20continue
21print("startedtoprocessoneimage...")
22#ret,binary=cv.threshold(self.image_data,0,255,cv.THRESH_BINARY|cv.THRESH_OTSU)
23binary=cv.adaptiveThreshold(self.image_data,255,cv.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,
24cv.THRESH_BINARY_INV,25,10)
25se=cv.getStructuringElement(cv.MORPH_RECT,(7,7))
26resutl=cv.morphologyEx(binary,cv.MORPH_DILATE,se)
27self.request_image_signal.emit()
28self.update_result_signal.emit({"im_data":resutl})
29self.image_data=None
30self.update_result_signal.emit({"done":"done"})
31return

界面線程

 1classContentPanel(QtWidgets.QWidget):
 2def__init__(self,parent=None):
 3super().__init__(parent)
 4fileBtn=QtWidgets.QPushButton("目錄...")
 5self.image_files_dir=QtWidgets.QLineEdit()
 6self.image_files_dir.setMinimumWidth(100)
 7self.image_files_dir.setEnabled(False)
 8self.processBtn=QtWidgets.QPushButton("開始處理")
 9hbox_layout=QtWidgets.QHBoxLayout()
10hbox_layout.addWidget(fileBtn)
11hbox_layout.addWidget(self.image_files_dir)
12hbox_layout.addWidget(self.processBtn)
13panel1=QtWidgets.QGroupBox("目錄選擇")
14panel1.setLayout(hbox_layout)
15
16#圖像標簽
17self.imgLabel=QtWidgets.QLabel()
18self.imgLabel.setMinimumSize(800,600)
19self.imgLabel.setStyleSheet("background-color:black;color:deeppink")
20self.imgLabel.setAlignment(QtCore.Qt.AlignCenter)
21
22#添加到布局管理器中
23vbox_layout=QtWidgets.QVBoxLayout()
24vbox_layout.addWidget(panel1)
25vbox_layout.addWidget(self.imgLabel)
26vbox_layout.addStretch(1)
27
28#面板容器
29self.setLayout(vbox_layout)
30
31#setuplistener
32fileBtn.clicked.connect(self.on_select_image_dir)
33self.processBtn.clicked.connect(self.on_process)
34
35self.fetch_thread=None
36self.analysis_thread=None
37
38defon_select_image_dir(self):
39img_dir=QtWidgets.QFileDialog.getExistingDirectory(self,"圖像文件夾",".")
40self.image_files_dir.setText(img_dir)

演示部分