Python-PyQt：QThread的内存问题

Question

我想建立一个Qt界面来控制摄像机的采集。

我想要的是：在进行硬件通信之前，我正在测试一个控制“伪相机”的GUI，该GUI是一个连续的循环，如果启动该循环，则每100毫秒给出一个随机图像。 图像采集在单独的线程中运行，以便用户可以与GUI进行交互。 用户可以通过按钮开始和停止采集。

我要如何做：我的第一次尝试是简单地对QThread进行tanzi，然后调用run()方法，该方法将包含一个无限循环，其中单个图像采集由QThread.sleep(0.1)交错。 我注意到在停止并重新启动线程后，该程序开始滞后并在一段时间后崩溃。 通过阅读一些Qt主页和周围的文章，然后我了解到，做我想做的最好的方法是：

子类化QObject以创建工作器。 实例化此worker对象和QThread 。 将工作程序移动到新线程。

此外，在之后的想法这个帖子，我添加了一个QTimer对象无限期循环的线程内的工作人员，我实现一个active标志，只是让线程运行，如果没有它设置为做任何False 。 这种解决方案似乎在一开始就起作用。 我可以根据需要多次启动，停止和重新开始采集。

问题：

1）当摄像头无法获取时，CPU总是占用相当多的资源（根据Windows任务管理器，在我看来，这是大约30％）。

2）有时，开始获取后，内存开始被填充，就像每个新映像都被分配到新内存中一样（我想应该是将其覆盖），直到程序变得无响应然后崩溃。 下图是发生这种情况时在任务管理器中看到的图像： 红色箭头对应于采集开始的时间。

我在哪里做错了？ 这是正确的前进方法吗？

编码

from PyQt5 import QtCore, QtWidgets
import sys
import numpy as np
import matplotlib
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg


class MyWindow(QtWidgets.QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle('MyWindow')
        self._main = QtWidgets.QWidget()
        self.setCentralWidget(self._main) 

        # generate matplotlib canvas
        self.fig = matplotlib.figure.Figure(figsize=(4,4))
        self.canvas = FigureCanvasQTAgg(self.fig)
        self.ax = self.fig.add_subplot(1,1,1)
        self.im = self.ax.imshow(np.zeros((1000, 1000)), cmap='viridis')
        self.im.set_clim(vmin=0,vmax=1) 
        self.canvas.draw()

        # Add widgets and build layout
        self.startcambutton = QtWidgets.QPushButton('Start', checkable=True)
        self.startcambutton.released.connect(self.acquire)
        self.contincheck = QtWidgets.QCheckBox("Continuous")
        self.contincheck.clicked.connect(self.continuous_acquisition)
        self.contincheck.setChecked(True)
        layout = QtWidgets.QGridLayout(self._main)
        layout.addWidget(self.canvas, 0, 0)
        layout.addWidget(self.startcambutton, 1, 0)
        layout.addWidget(self.contincheck, 2, 0)

        # Initialize worker and timer and moveToThread
        self.fake_camera_thread = QtCore.QThread()
        self.fake_camera_timer = QtCore.QTimer()
        self.fake_camera_timer.setInterval(0)
        self.fake_camera_worker = FakeCamera(self)
        self.fake_camera_worker.moveToThread(self.fake_camera_thread)
        self.fake_camera_timer.timeout.connect(self.fake_camera_worker.acquire)
        self.fake_camera_thread.started.connect(self.fake_camera_timer.start)
        self.fake_camera_thread.finished.connect(self.fake_camera_worker.deleteLater)
        self.fake_camera_thread.finished.connect(self.fake_camera_timer.deleteLater)
        self.fake_camera_thread.finished.connect(self.fake_camera_thread.deleteLater)
        self.fake_camera_thread.start()

        self.camera_thread = self.fake_camera_thread
        self.camera = self.fake_camera_worker
        self.camera.image.connect(self.image_acquired)

    def continuous_acquisition(self):
        if self.contincheck.isChecked(): self.startcambutton.setCheckable(True)
        else: self.startcambutton.setCheckable(False)

    def acquire(self):
        if self.startcambutton.isCheckable() and not self.startcambutton.isChecked():
            self.startcambutton.setText('Start')
            self.contincheck.setEnabled(True)
        elif self.startcambutton.isCheckable() and self.startcambutton.isChecked():
            self.startcambutton.setText('Stop')
            self.contincheck.setDisabled(True)
        self.camera.toggle()

    @QtCore.pyqtSlot(object)
    def image_acquired(self, image):
        self.im.set_data(image)
        self.canvas.draw()


    def closeEvent(self, event):
        """ If window is closed """
        self.closeApp()
        event.accept() # let the window close

    def closeApp(self):
        """ close program """
        self.camera_thread.quit()
        self.camera_thread.wait()
        self.close()
        return



class FakeCamera(QtCore.QObject):
    image = QtCore.pyqtSignal(object)

    def __init__(self, parent):
        QtCore.QObject.__init__(self)
        self.parent = parent
        self.active = False

    def toggle(self):
        self.active = not self.active

    def acquire(self):
        """ this is the method running indefinitly in the associated thread """
        if self.active:
            self.new_acquisition()

    def new_acquisition(self):
        noise = np.random.normal(0, 1, (1000, 1000))
        self.image.emit(noise)
        if not self.parent.startcambutton.isChecked():
            self.active = False
        QtCore.QThread.sleep(0.1)



if __name__ == '__main__':
    app = QtCore.QCoreApplication.instance()
    if app is None:
        app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    mainGui = MyWindow()
    mainGui.show()
    app.aboutToQuit.connect(app.deleteLater)
    app.exec_()

Answer 1

QThread.sleep()仅接受整个参数，当传递一个浮点数时，它将对其进行四舍五入，在您的情况下，该值将被四舍五入为0，因此没有暂停，因此将连续发出信号，但是绘画需要一段时间，所以数据将存储在队列中，因为它增加了内存。 另一方面，如果QTimer要连续调用任务，则最好将其驻留在处理任务的对象的线程中，这样QTimer就是FakeCamera的儿子就足够了。 另一个改进是装饰器@QtCore.pyqtSlot()的使用，因为连接是用C ++给出的，因此效率更高。 最后，我改进了设计，因为FakeCamera不应直接与GUI交互，因为如果要与另一个GUI一起使用，则必须修改很多代码，而创建插槽更好。

from PyQt5 import QtCore, QtWidgets
import numpy as np
import matplotlib
from matplotlib.backends.backend_qt5agg import FigureCanvasQTAgg


class MyWindow(QtWidgets.QMainWindow):
    def __init__(self):
        super().__init__()
        self.setWindowTitle('MyWindow')
        self._main = QtWidgets.QWidget()
        self.setCentralWidget(self._main) 

        # generate matplotlib canvas
        self.fig = matplotlib.figure.Figure(figsize=(4,4))
        self.canvas = FigureCanvasQTAgg(self.fig)
        self.ax = self.fig.add_subplot(1,1,1)
        self.im = self.ax.imshow(np.zeros((1000, 1000)), cmap='viridis')
        self.im.set_clim(vmin=0,vmax=1) 
        self.canvas.draw()

        # Add widgets and build layout
        self.startcambutton = QtWidgets.QPushButton('Start', checkable=True)
        self.startcambutton.released.connect(self.acquire)
        self.contincheck = QtWidgets.QCheckBox("Continuous")
        self.contincheck.toggled.connect(self.startcambutton.setCheckable)
        self.contincheck.setChecked(True)
        layout = QtWidgets.QGridLayout(self._main)
        layout.addWidget(self.canvas, 0, 0)
        layout.addWidget(self.startcambutton, 1, 0)
        layout.addWidget(self.contincheck, 2, 0)

        # Initialize worker and timer and moveToThread
        fake_camera_thread = QtCore.QThread(self)
        self.fake_camera_worker = FakeCamera()
        self.fake_camera_worker.moveToThread(fake_camera_thread)
        self.startcambutton.toggled.connect(self.fake_camera_worker.setState)
        self.fake_camera_worker.image.connect(self.image_acquired)
        fake_camera_thread.started.connect(self.fake_camera_worker.start)
        fake_camera_thread.finished.connect(self.fake_camera_worker.deleteLater)
        fake_camera_thread.finished.connect(fake_camera_thread.deleteLater)
        fake_camera_thread.start()

    @QtCore.pyqtSlot()
    def acquire(self):
        if self.startcambutton.isCheckable():
            text = "Stop" if self.startcambutton.isChecked() else "Start"
            self.startcambutton.setText(text)
            self.contincheck.setEnabled(not self.startcambutton.isChecked())

    @QtCore.pyqtSlot(object)
    def image_acquired(self, image):
        self.im.set_data(image)
        self.canvas.draw()


class FakeCamera(QtCore.QObject):
    image = QtCore.pyqtSignal(object)

    def __init__(self, parent=None):
        super(FakeCamera, self).__init__(parent)
        self.active = False
        self.fake_camera_timer = QtCore.QTimer(self, interval=0)
        self.fake_camera_timer.timeout.connect(self.acquire)

    @QtCore.pyqtSlot()
    def start(self):
        self.fake_camera_timer.start()

    @QtCore.pyqtSlot(bool)
    def setState(self, state):
        self.active = state

    @QtCore.pyqtSlot()
    def toggle(self):
        self.active = not self.active

    @QtCore.pyqtSlot()
    def acquire(self):
        """ this is the method running indefinitly in the associated thread """
        if self.active:
            self.new_acquisition()
        QtCore.QThread.msleep(100)

    def new_acquisition(self):
        noise = np.random.normal(0, 1, (1000, 1000))
        self.image.emit(noise)


if __name__ == '__main__':
    import sys
    app = QtCore.QCoreApplication.instance()
    if app is None:
        app = QtWidgets.QApplication(sys.argv)
    mainGui = MyWindow()
    mainGui.show()
    app.aboutToQuit.connect(app.deleteLater)
    sys.exit(app.exec_())