python异常机制、多进程与PyQt5中的QTimer、多线程

1.异常处理机制

def test(x):
    try:
        y = 10 / x 
        print(y)
	#except Exception as e:
		#print(e)				#可以打印出异常的类型
    except ZeroDivisionError:   #抛出异常，执行下面的程序，如果是界面软件可以弹出一个窗口，提示用户输入错误
        print(x)
    else:                       #如果程序不存在异常，则执行该程序
        print(100 / x)
    finally:
        print('the program end')    #不管程序是否错误，始终都会执行
test(0)
# 0
# the program end 
test(1) 
# 10.0
# 100.0
# the program end 

def test2(): 
    try: 
        assert False, 'error'
    except:
        print('another')
    # 输出 another
    def myLevel(level):
        if level < 1:
            raise ValueError('Invalid level', level)  #自定义异常
    try:
        myLevel(0)    
    except ValueError:
        print('level < 1')
    #输出 ：level < 1
print('test 2--')
test2()

2.多进程

引入多进程的库文件： import multiprocessing 

多进程测试， 需要在主函数 main 中 进行测试
 创建进程的类：Process([group [, target [, name [, args [, kwargs]]]]])，target表示调用对象，args表示调用对象的位置参数元组。kwargs表示调用对象的字典。name为别名。group实质上不使用。
 方法：is_alive()、join([timeout])、run()、start()、terminate()。其中，Process以start()启动某个进程。
 属性：authkey、daemon（要通过start()设置）、exitcode(进程在运行时为None、如果为–N，表示被信号N结束）、name、pid。其中daemon是父进程终止后自动终止，且自己不能产生新进程，必须在start()之前设置

daemon 是守护进程 ：daemon是父进程终止后自动终止，且自己不能产生新进程，必须在start()之前设置。#主线程执行完毕之后，不管子线程是否执行完毕都随着主线程一起结束。

def worker_1():
    print('this is worker 1')
    time.sleep(3)
    print('worker 1 end')
#     n = 3
#     while n > 0:
#         print("The time is {0}".format(time.ctime()))
#         time.sleep(interval)
#         n -= 1
 
def worker_2():
    print('this is worker 2')
    time.sleep(3)
    print('worker 2 end')
 
def worker_3():
    print('this is worker 3')
    time.sleep(3)
    print('worker 3 end')
 
if __name__ == "__main__":
    p1 = multiprocessing.Process(target = worker_1, args = ())
    p2 = multiprocessing.Process(target = worker_2, args = ())
    p3 = multiprocessing.Process(target = worker_3, args = ())
     
#     p1.daemon = True    # 设置子程序为 守护进程， 主程序结束后，它就随之结束（即如果没有join函数，将不执行worker1函数）， 需要放在start 前面
     
    p1.start()  #进程调用 start 的时候，将自动调用 run 函数
    p2.start()
    p3.start()      #运行3 个worker 程序花费的时间为3 s， 使用了3 个进程进行处理
    p1.join()
    p2.join()
    p3.join()        #添加 join 函数， 先执行 worker 函数， 再执行主进程函数
    for p in multiprocessing.active_children(): #这是主进程函数
        print('name is :' + p.name + 'pid is :' + str(p.pid) + 'is _alive: '+ str(p.is_alive()))
    print('电脑的核数'+ str(multiprocessing.cpu_count()))    # 电脑的核数4
    print('end----')

输出：

#---没有 join 函数---
# name is :Process-1pid is :6488is _alive: True
# name is :Process-2pid is :5660is _alive: True
# name is :Process-3pid is :7776is _alive: True
# 电脑的核数4
# end----
# this is worker 1
# this is worker 2
# this is worker 3
# worker 1 end
# worker 2 end
# worker 3 end    
 
#---有 join 函数---   等待所有子进程结束，再执行主进程
# this is worker 1
# this is worker 2
# this is worker 3
# worker 1 end
# worker 2 end
# worker 3 end
# 电脑的核数4    #此时执行完线程， active_children() 为空
# end----  

使用多个进程访问共享资源的时候，需要使用Lock 来避免访问的冲突

def worker_first(lock, f):
    with lock:
        with open(f, 'a+') as t:    #with 自动关闭文件
            n = 3
            while n > 0:
                t.write('first write ---')
                n -= 1
 
def worker_second(lock, f):
    lock.acquire()  #获取锁
    try:
        with open(f, 'a+') as t:
            n = 3
            while n > 0:
                t.write('second write ---')
                n -= 1
    finally:
        lock.release()  #使用异常机制，保证最后释放锁
     
def myProcess():
    lock = multiprocessing.Lock()
    f = r'D:myfile1.txt'
    p1 = multiprocessing.Process(target=worker_first, args=(lock, f, ))
    p2 = multiprocessing.Process(target=worker_second, args=(lock, f, ))
    p1.start()
    p2.start()
    print('end -----------')
if __name__ == '__main__':
    myProcess()

输出：

first write ---first write ---first write ---second write ---second write ---second write ---

进程池

进程池 Pool 
 在利用Python进行系统管理的时候，特别是同时操作多个文件目录，或者远程控制多台主机，并行操作可以节约大量的时间。当被操作对象数目不大时，可以直接利用multiprocessing中的Process动态成生多个进程，十几个还好，但如果是上百个，上千个目标，手动的去限制进程数量却又太过繁琐，
 此时可以发挥进程池的功效。Pool可以提供指定数量的进程，供用户调用，当有新的请求提交到pool中时，如果池还没有满，那么就会创建一个新的进程用来执行该请求；但如果池中的进程数已经达到规定最大值，
 那么该请求就会等待，直到池中有进程结束，才会创建新的进程来它。
 
apply_async(func[, args[, kwds[, callback]]]) 它是非阻塞，apply(func[, args[, kwds]])是阻塞的

非阻塞和阻塞进程池

单个函数使用线程池：

def func(msg):
    print('msg is :' + msg)
    time.sleep(2)
    print(msg + ' end')
    return msg + ' re'
 
if __name__ == '__main__':
    pool = multiprocessing.Pool(processes=3)    #创建进程池
    result = [] 
    for i in range(4):
        msg = '%d'%(i)
#         result.append(pool.apply_async(func, (msg, )))
        pool.apply_async(func, (msg, )) #非阻塞进程池， 维持总的进程数为 processes=3， 当一个进程结束后，添加另一个进程进去
#         pool.apply(func, (msg, ))   #阻塞进程池
         
    print('start------')
    pool.close()  #  close 函数需要在 join 函数之前， 关闭进程池后，没有进程加入到pool中
    pool.join() # join函数等待所有子进程结束
    print('all program done')
#     print([re.get() for re in result])  #获取结果

输出：

#---非阻塞进程池 输出------
# start------
# msg is :0
# msg is :1
# msg is :2
# 0 end
# msg is :3
# 1 end
# 2 end
# 3 end
# all program done    
#---阻塞进程池 输出------ 顺序执行
# msg is :0
# 0 end
# msg is :1
# 1 end
# msg is :2
# 2 end
# msg is :3
# 3 end
# start------
# all program done

多个函数使用线程池

def f1():
    result = 0
    print('this is one')
    for i in range(100000):
        result += i
    return result

def f2():
    result = 1
    print('this is two')
    for i in range(2, 100000):
        result *= i
    return result

if __name__ == '__main__':
    start = time.time()
    myPool = multiprocessing.Pool(processes=2)   
    result = []
    print('start----')
    myFunc = [f1, f2]
    for f in myFunc:
        result.append(myPool.apply_async(f))    #将输出结果保存到列表中
          
    myPool.close()
    myPool.join()
    print([re.get() for re in result])
    end = time.time()
    print('花费的时间： ' + str(end-start)) #huafei de 时间： 8.397480010986328
    print('end------')

使用get() 函数，同样可以获取pandas 的数据结构；

def f1():
    result = 0
    print('this is one')
    result = pd.DataFrame(np.arange(16).reshape(-1, 4))
    return result
#     for i in range(100000):
#         result += i
#     return result

def f2():
    result = 1
    print('this is two')
    result = pd.DataFrame(np.arange(9).reshape(-1, 3))
    return result    
#     for i in range(2, 100000):
#         result *= i
#     return result

if __name__ == '__main__':
    start = time.time()
    myPool = multiprocessing.Pool(processes=2)   
    result = []
    print('start----')
    myFunc = [f1, f2]
    for f in myFunc:
        result.append(myPool.apply_async(f))    #将输出结果保存到列表中
          
    myPool.close()
    myPool.join()
    for re in result:
        print(re.get())

 输出结果：

start----
this is one
this is two
    0   1   2   3
0   0   1   2   3
1   4   5   6   7
2   8   9  10  11
3  12  13  14  15
   0  1  2
0  0  1  2
1  3  4  5
2  6  7  8
花费的时间： 0.9370532035827637
end------

---

​

3.PyQt5 中的QTimer 模块

pyqt5中的多线程的应用，多线程技术涉及3种方法，1.使用计时器QTimer， 2.使用多线程模块QThread ，3.使用事件处理功能
1.使用QTimer模块，创建QTimer实例，将timeout信号连接到槽函数，并调用timeout 信号。 self.timer.start(1000)时间为毫秒
引入模块
from PyQt5.QtCore import QTimer, QDateTime

def timerTest():
    class WinForm(QWidget):  
        def __init__(self,parent=None): 
            super(WinForm,self).__init__(parent) 
            self.setWindowTitle("QTimer demo")
            self.listFile= QListWidget() 
            self.label = QLabel('显示当前时间')
            self.startBtn = QPushButton('开始') 
            self.endBtn = QPushButton('结束') 
            layout = QGridLayout(self) 
    
            # 初始化一个定时器
            self.timer = QTimer(self)
            # showTime()方法
            self.timer.timeout.connect(self.showTime)   #
            
            layout.addWidget(self.label,0,0,1,2)   
            layout.addWidget(self.startBtn,1,0) 
            layout.addWidget(self.endBtn,1,1)         
            
            self.startBtn.clicked.connect( self.startTimer) #首先按下start开始计时，到了2s后，触发timeout 信号
            self.endBtn.clicked.connect( self.endTimer) 
                    
            self.setLayout(layout)   
            QTimer.singleShot(5000, self.showmsg)   #给定的时间间隔后，调用一个槽函数来发射信号
            
        def showmsg(self):
            QMessageBox.information(self, '提示信息', '你好')
           
        def showTime(self): 
            # 获取系统现在的时间
            time = QDateTime.currentDateTime() #获取当前时间
            # 设置系统时间显示格式
            timeDisplay = time.toString("yyyy-MM-dd hh:mm:ss dddd")
            # 在标签上显示时间
            self.label.setText( timeDisplay ) 
    
        def startTimer(self): 
            # 设置计时间隔并启动
            self.timer.start(1000)  #时间为 1 s
            self.startBtn.setEnabled(False)
            self.endBtn.setEnabled(True)
    
        def endTimer(self): 
            self.timer.stop()
            self.startBtn.setEnabled(True)  #依次循环
            self.endBtn.setEnabled(False)
            
    if __name__ == "__main__":  
        app = QApplication(sys.argv)  
        form = WinForm()  
        form.show()  
#         QTimer.singleShot(5000, app.quit)    #界面运行5秒后，自动关闭
        sys.exit(app.exec_())

timerTest()

​

QThread模块，使用该模块开始一个线程，可以创建它的一个子类，然后覆盖QThread.run() 的方法。调用自定义的线程时，调用start()方法，会自动调用run的方法，
QThread 还有 started , finished 信号，可以见信号连接到槽函数中

def threadTest():
    class MainWidget(QWidget):
        def __init__(self,parent=None):
            super(MainWidget,self).__init__(parent)
            self.setWindowTitle("QThread 例子")    
            self.thread = Worker()  #创建线程
            self.listFile = QListWidget()
            self.btnStart = QPushButton('开始')
            self.btnStop = QPushButton('结束')
            layout = QGridLayout(self)
            layout.addWidget(self.listFile,0,0,1,2)
            layout.addWidget(self.btnStart,1,1) 
            layout.addWidget(self.btnStop,2,1)
            self.btnStart.clicked.connect( self.slotStart ) #通过按钮状态实现  线程的开启
            self.btnStop.clicked.connect(self.slotStop)
            self.thread.sinOut.connect(self.slotAdd)
         
        def slotStop(self):
            self.btnStart.setEnabled(True)
            self.thread.wait(2000)
          
        def slotAdd(self,file_inf):
            self.listFile.addItem(file_inf) #增加子项
            
        def slotStart(self):
            self.btnStart.setEnabled(False)
            self.thread.start() #线程开始
            
#创建一个线程
    class Worker(QThread):
        sinOut = pyqtSignal(str) #自定义一个信号
        
        def __init__(self, parent=None):
            super(Worker, self).__init__(parent)
            self.work = True
            self.num = 0
        
        def run(self):
            while self.work == True:
                listStr = 'this is index file {0}'.format(self.num)
                self.sinOut.emit(listStr)   #发射一个信号
                self.num += 1
                self.sleep(2)       #休眠2 秒
        
        def __del__(self):
            self.work = False
            self.wait()
    
    if __name__ == "__main__":              
        app = QApplication(sys.argv)
        demo = MainWidget()
        demo.show()
        sys.exit(app.exec_())
        
# threadTest()

demo 2：

def threadTest2():
    global sec
    sec=0
    
    class WorkThread(QThread):  #自定义一个线程
        trigger = pyqtSignal()
        def __int__(self):
            super(WorkThread,self).__init__()
    
        def run(self):
            for i in range(2000000000):
                print('haha ' + str(i)) #此处放运行 量较大的程序
            
            # 循环完毕后发出信号        
            self.trigger.emit()        
    
    def countTime():
        global  sec
        sec += 1
        # LED显示数字+1
        lcdNumber.display(sec)          
    
    def work():
        # 计时器每秒计数
        timer.start(1000)   #每秒运行完后，是lcd增加数字
        # 计时开始    
        workThread.start()       
        # 当获得循环完毕的信号时，停止计数    
        workThread.trigger.connect(timeStop)  
    
    def timeStop():
        timer.stop()
        print("运行结束用时",lcdNumber.value())
        global sec
        sec=0
    
    if __name__ == "__main__":      
        app = QApplication(sys.argv) 
        top = QWidget()
        top.resize(300,120)
        
        # 垂直布局类QVBoxLayout
        layout = QVBoxLayout(top) 
        # 加个显示屏    
        lcdNumber = QLCDNumber()             
        layout.addWidget(lcdNumber)
        button = QPushButton("测试")
        layout.addWidget(button)
    
        timer = QTimer()
        workThread = WorkThread()
    
        button.clicked.connect(work)
        # 每次计时结束，触发 countTime
        timer.timeout.connect(countTime)      
    
        top.show()
        sys.exit(app.exec_())
        
threadTest2()

参考：

多进程https://www.cnblogs.com/kaituorensheng/p/4445418.html