QT(c++) 线程 调用python问题

1、背景

　　简单说一下需求，Qt开发的上位机界面程序，需要调用Python编写的算法跑一个结果返回到界面上显示。

2、度娘出一篇博客，按照步骤进行环境搭建和简单的代码测试

　　环境搭建请参照如下博客地址：

　　　　博客：① https://blog.youkuaiyun.com/cholenmine/article/details/82854301

　　　　　　　② https://blog.youkuaiyun.com/yinyuchen1/article/details/77775851

 

#include "Python.h"

void MainWindow::test()

{
    //进行初始化
    Py_Initialize();
    //如果初始化失败，返回
    if(!Py_IsInitialized())
    {
        qDebug()<<"11111111111111111111";
        return ;
    }

    //加载模块，模块名称为myModule，就是myModule.py文件
    PyObject *pModule = PyImport_ImportModule("myModule");
    //如果加载失败，则返回
    if(!pModule)
    {
        qDebug()<<"2222222222222222";
        return;
    }

   //加载函数greatFunc
    PyObject * pFuncHello = PyObject_GetAttrString(pModule, "greatFunc");

    //如果失败则返回
    if(!pFuncHello)
    {
        qDebug()<<"3333333333333333333333";
        return ;
    ｝  
    Py_Finalize();      
}

 

3、根据目前的具体需求，我需要在开启一个线程来调用Python脚本，于是用qt内部的信号槽来使用线程调用，调用方法还是用的上面的示例代码。

　　.h文件

void Widget::handleLoadGCode(QString str)
{
    m_loadGCodeClick = true;
	pQwait->SetShowText(u8"提示", u8"加载G代码中，请稍后");
	pQwait->show();

	if (!m_isInitPy)
		m_consuming->PythonInit();
	else
		qDebug() << "python环境已经初始化了";

	m_isInitPy = true;
	QThread *thread = new QThread;

	connect(thread, &QThread::started, [=]() {
		m_consuming->LoadGCode(str);
	});

	connect(m_consuming, SIGNAL(successed()), this, SLOT(handleTimeConsumingEnd()));
	connect(m_consuming, SIGNAL(successed()), thread, SLOT(quit()));
	connect(m_consuming, SIGNAL(failed()), this, SLOT(handleTimeConsumingFailed()));
	connect(m_consuming, SIGNAL(failed()), thread, SLOT(quit()));
	connect(thread, SIGNAL(finished()), thread, SLOT(deleteLater()));
	m_consuming->moveToThread(thread);
	thread->start();

}

线程类一定要是继承自qobject的，就行了。

现在问题来了:

　　① 第一次调用python脚本，能够正常调用并且得到结果。

　　② 不关闭主界面，接着进行第二次调用，软件直接崩溃，崩溃的行数是PyImport_ImportModule()函数。

 

最开始分析的原因：① 出现了空指针 

　　　　　　　　　② 第二次调用时，第一次的资源没有释放，占用python脚本，导致PyImport_ImportModule()函数不能将模块导入

4、最后差资料发现，因为我这里使用的是线程，C++多线调用python时必须要控制GIL

 

参照如下博客的方法才得以解决这个问题，对于小白初次线程中调用Python，鬼知道要控制什么GIL，虽然问题解决了，到现在都没去看GIL是个什么鬼　　

　　https://blog.youkuaiyun.com/qq_42938320/article/details/101770269

 

解决方法 ：

1：先新建一个.h文件：如下

//将全局解释器锁和线程的相关操作用类封装
#ifndef PYTHREADSTATELOCK_H
#define PYTHREADSTATELOCK_H
#include "Python.h"

class PyThreadStateLock
{
public:
	PyThreadStateLock(void)
	{
		_save = nullptr;
		nStatus = 0;
		nStatus = PyGILState_Check();   //检测当前线程是否拥有GIL
		PyGILState_STATE gstate;
		if (!nStatus)
		{
			gstate = PyGILState_Ensure();   //如果没有GIL，则申请获取GIL
			nStatus = 1;
		}
		_save = PyEval_SaveThread();
		PyEval_RestoreThread(_save);
	}
	~PyThreadStateLock(void)
	{
		_save = PyEval_SaveThread();
		PyEval_RestoreThread(_save);
		if (nStatus)
		{
			PyGILState_Release(gstate);    //释放当前线程的GIL
		}
	}

private:
	PyGILState_STATE gstate;
	PyThreadState *_save;
	int nStatus;

};

#endif // PYTHREADSTATELOCK_H

 

2：然后写个PythonInit函数，这个函数只调一次就行了。

void Robot_time_consuming::PythonInit()
{
	if (!Py_IsInitialized())
	{
		//1.初始化Python解释器，这是调用操作的第一步
		Py_Initialize();
		if (!Py_IsInitialized()) {
			qDebug("初始化Python解释器失败");
			emit failed();
		}
		else {

			//执行单句Python语句，用于给出调用模块的路径，否则将无法找到相应的调用模块
			PyRun_SimpleString("import sys");
			QString setSysPath = QString("sys.path.append('%1')").arg(QCoreApplication::applicationDirPath());
			PyRun_SimpleString(setSysPath.toStdString().c_str());
			// 初始化线程支持
			PyEval_InitThreads();
			// 启动子线程前执行，为了释放PyEval_InitThreads获得的全局锁，否则子线程可能无法获取到全局锁。
			PyEval_ReleaseThread(PyThreadState_Get());
			qDebug("初始化Python解释器成功");
		}
	}

}

3：然后再你调用python函数的地方这样写，记住，之前的

Py_Finalize(),要删除；

void Robot_time_consuming::LoadGCode(QString GName)
{
	class PyThreadStateLock PyThreadLock;//获取全局锁

	//导入TransferKRL.py模块
	PyObject* pModule = PyImport_ImportModule("TransferKRL");
	if (!pModule) {
		QString infoData = "Can not open python file!";
		qDebug() << infoData;
		emit failed();
		return;
	}


	PyObject *pyClass = PyObject_GetAttrString(pModule, "GcodeToTrack");
	PyObject *pConstruct = PyInstanceMethod_New(pyClass);


	PyObject* pParams = PyTuple_New(2);
	PyTuple_SetItem(pParams, 0, Py_BuildValue("s", GName.toStdString().c_str()));
	PyTuple_SetItem(pParams, 1, Py_BuildValue("s", "trackFile01.csv"));
	PyObject* pIns = PyObject_CallObject(pConstruct, pParams);



	int res = 0;
	// PyArg_Parse(FuncTwoBack,"i",&res);//转换返回类型
	qDebug() << "res:" << res;
	emit successed();
}