??專欄導讀?

4 數據庫操作

4.1 連接數據庫

4.2 執行 SQL 查詢和更新：

4.3 使用模型和視圖顯示數據

?5 多線程編程

5.1 多線程編程的概念和優勢

5.2 在 PyQt 中使用多線程

5.3 處理多線程間的同步和通信問題

5.3.1 信號槽機制

5.3.2 線程安全的數據訪問

?QMutex 和 QMutexLocker

??專欄導讀?

專欄訂閱地址：https://blog.csdn.net/qq_35831906/category_12375510.html

4 數據庫操作

??????

????????PyQt6中的數據庫操作主要涉及到Qt的SQL模塊，該模塊提供了用于連接和管理數據庫的功能。下面是一個關于PyQt6數據庫操作的概述：

數據庫連接： 使用QSqlDatabase類建立與數據庫的連接。可以連接到各種數據庫引擎，例如SQLite、MySQL、PostgreSQL等。連接需要指定數據庫類型、主機、用戶名、密碼等信息。

數據庫查詢： 使用QSqlQuery類執行SQL查詢語句，例如SELECT、INSERT、UPDATE等。查詢結果可以通過迭代獲取。

模型-視圖架構： PyQt6提供了QSqlTableModel和QSqlQueryModel等模型類，用于將數據庫數據與Qt的視圖類（如QTableView）連接起來。這使得在表格視圖中展示和編輯數據庫中的數據變得更加容易。

事務管理： 可以使用QSqlDatabase.transaction()和QSqlDatabase.commit()來進行數據庫事務的管理，確保數據的一致性和完整性。

數據綁定： 使用bindValue()方法可以將變量綁定到SQL查詢，這有助于防止SQL注入攻擊。

錯誤處理： 數據庫操作可能會出現錯誤，通過檢查QSqlQuery的lastError()可以獲取詳細的錯誤信息。

4.1 連接數據庫

使用 Qt 的 QSqlDatabase 類可以連接到數據庫。以下是一個簡單的示例：

from PyQt6.QtSql import QSqlDatabasedb = QSqlDatabase.addDatabase("QSQLITE")
db.setDatabaseName("my_database.db")
if db.open():print("Connected to database")
else:print("Failed to connect")

4.2 執行 SQL 查詢和更新：

你可以使用 QSqlQuery 類來執行 SQL 查詢和更新操作。以下是一個示例：

from PyQt6.QtSql import QSqlQueryquery = QSqlQuery()
query.exec("SELECT * FROM employees")
while query.next():name = query.value("name")print("Employee name:", name)

4.3 使用模型和視圖顯示數據

????????Qt 提供了模型-視圖架構來顯示數據庫中的數據。例如，可以使用 QSqlTableModel 來在 QTableView 中顯示數據。以下是一個示例：

import sys
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QTableView, QVBoxLayout, QWidget, QPushButton, QLineEdit, QDockWidget
from PyQt6.QtSql import QSqlDatabase, QSqlTableModel, QSqlQuery
from PyQt6.QtCore import Qtclass AddDataDialog(QWidget):def __init__(self, model):super().__init__()self.model = modellayout = QVBoxLayout()self.setLayout(layout)# 添加姓名輸入框self.name_input = QLineEdit(self)layout.addWidget(self.name_input)# 添加職位輸入框self.position_input = QLineEdit(self)layout.addWidget(self.position_input)# 添加 "Add Data" 按鈕，并連接到添加數據函數add_button = QPushButton("Add Data", self)add_button.clicked.connect(self.add_data)layout.addWidget(add_button)def add_data(self):# 獲取姓名和職位輸入框的內容name = self.name_input.text()position = self.position_input.text()# 準備插入數據的SQL查詢query = QSqlQuery()query.prepare("INSERT INTO employees (name, position) VALUES (?, ?)")query.bindValue(0, name)query.bindValue(1, position)if query.exec():print("Data added successfully")self.model.select()  # 刷新表格數據else:print("Error adding data:", query.lastError().text())def create_database_connection():# 創建數據庫連接db = QSqlDatabase.addDatabase("QSQLITE")db.setDatabaseName("employees.db")if not db.open():print("Error: Could not open database.")return Nonereturn dbdef create_table(db):# 創建表格的SQL查詢query = QSqlQuery()query.exec("CREATE TABLE IF NOT EXISTS employees (id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, name TEXT, position TEXT)")def setup_model(db):# 設置數據庫表格模型model = QSqlTableModel()model.setTable("employees")model.setEditStrategy(QSqlTableModel.EditStrategy.OnManualSubmit)  # 手動提交更改model.select()return modelif __name__ == "__main__":app = QApplication(sys.argv)db = create_database_connection()if not db:sys.exit(1)create_table(db)model = setup_model(db)view = QTableView()view.setModel(model)add_data_dialog = AddDataDialog(model)window = QMainWindow()window.setWindowTitle("Database Table Example")window.setCentralWidget(view)window.setGeometry(100, 100, 800, 600)add_data_button = QPushButton("Add Data", window)add_data_button.clicked.connect(add_data_dialog.show)# 創建 DockWidget 并添加到主窗口的右側停靠區dock_widget = QDockWidget("Add Data", window)dock_widget.setWidget(add_data_dialog)window.addDockWidget(Qt.DockWidgetArea.RightDockWidgetArea, dock_widget)window.show()sys.exit(app.exec())

???

?5 多線程編程

5.1 多線程編程的概念和優勢

????????PyQt6中的多線程編程允許你在應用程序中同時執行多個任務，以提高性能、響應速度和資源利用率。在使用多線程時，你需要注意線程之間的同步和通信，以避免數據競爭和其他并發問題。以下是PyQt6多線程編程的概述：

線程類（QThread）： QThread 是 PyQt6 提供的線程基類，用于創建和管理線程。你可以繼承 QThread 并實現 run() 方法來定義線程的執行邏輯。

線程安全性： 在多線程環境中，多個線程可能同時訪問和修改共享資源。確保對共享資源的訪問是線程安全的是很重要的，可以使用互斥鎖（QMutex）來控制對共享資源的訪問。

信號和槽機制： 在多線程中，通常不能直接在非主線程中更新用戶界面。可以使用信號和槽機制，通過在主線程中處理信號來更新界面，從而避免線程間的界面更新問題。

多線程的應用場景： 多線程在以下情況下特別有用：

執行耗時操作，如文件讀寫、網絡請求等，以避免主線程阻塞。
實現實時數據刷新，如傳感器數據、圖表數據等。
并發處理多個任務，提高程序的整體性能。

線程同步和通信： 多線程編程需要考慮線程之間的同步和通信。合適的同步機制（如互斥鎖、信號量、條件變量等）和通信機制（如隊列、信號槽等）可以確保線程間的正確協作。

避免死鎖和線程饑餓： 死鎖和線程饑餓是多線程編程中常見的問題。確保正確地設計和組織線程同步和通信，以避免出現這些問題。

總之，多線程編程可以顯著提高應用程序的性能和響應能力，但也需要仔細考慮線程安全性和正確的同步機制。PyQt6提供了一些類和工具來幫助你實現多線程應用程序，但需要小心處理潛在的并發問題。

5.2 在 PyQt 中使用多線程

????????在 PyQt 中，你可以使用 QThread 類來創建和管理線程。以下是一個示例，演示如何在一個線程中執行一個耗時的任務：

from PyQt6.QtCore import QThread, pyqtSignalclass WorkerThread(QThread):result_ready = pyqtSignal(str)def run(self):# 執行耗時任務result = "Task result"self.result_ready.emit(result)thread = WorkerThread()
thread.result_ready.connect(lambda result: print("Result:", result))
thread.start()

5.3 處理多線程間的同步和通信問題

????????在多線程編程中，處理線程間的同步和通信問題是至關重要的，以確保數據的一致性和應用程序的穩定性。PyQt 提供了一些機制來幫助解決這些問題，其中最重要的是信號槽機制和線程安全的數據訪問。

5.3.1 信號槽機制

????????信號槽機制是 PyQt 中用于線程間通信的重要工具。它允許一個對象（信號的發出者）發出信號，而另一個對象（槽函數的接收者）將信號連接到槽函數，從而在信號觸發時執行相應的操作。這在多線程環境下特別有用，因為它避免了直接的線程間共享數據。

以下是一個簡單的示例，演示如何在多線程中使用信號槽機制：

import sys
from PyQt6.QtCore import QThread, pyqtSignal
from PyQt6.QtWidgets import QApplication, QMainWindow, QPushButtonclass WorkerThread(QThread):result_ready = pyqtSignal(str)def run(self):result = "Task result"self.result_ready.emit(result)class MyWindow(QMainWindow):def __init__(self):super().__init__()self.setWindowTitle("Thread Communication Example")self.setGeometry(100, 100, 400, 300)self.button = QPushButton("Start Task", self)self.button.setGeometry(150, 150, 100, 30)self.button.clicked.connect(self.start_thread)def start_thread(self):self.thread = WorkerThread()self.thread.result_ready.connect(self.handle_result)self.thread.start()def handle_result(self, result):print("Result:", result)if __name__ == "__main__":app = QApplication(sys.argv)window = MyWindow()window.show()sys.exit(app.exec())

5.3.2 線程安全的數據訪問

????????當多個線程同時訪問共享數據時，很容易出現競爭條件和數據不一致的問題。為了避免這些問題，你需要使用互斥鎖（mutex）來保護共享數據的訪問。PyQt 中的 QMutex 和 QMutexLocker 可以幫助你實現線程安全的數據訪問。

以下是一個簡單的示例，演示如何在多線程中安全地訪問共享數據：

import sys
from PyQt6.QtCore import QThread, QMutex, QMutexLockerclass SharedData:def __init__(self):self.mutex = QMutex()  # 用于保護共享數據的互斥鎖self.data = 0def increment(self):locker = QMutexLocker(self.mutex)  # 加鎖self.data += 1class WorkerThread(QThread):def __init__(self, shared_data):super().__init__()self.shared_data = shared_datadef run(self):for _ in range(10):self.shared_data.increment()if __name__ == "__main__":shared_data = SharedData()  # 創建共享數據對象threads = [WorkerThread(shared_data) for _ in range(4)]  # 創建多個工作線程for thread in threads:thread.start()  # 啟動工作線程for thread in threads:thread.wait()  # 等待所有工作線程完成print("Shared data:", shared_data.data)  # 打印最終共享數據的值

輸出：?

?????????在這個示例中，每個工作線程在循環中執行10次的增量操作，使用互斥鎖確保在任何時候只有一個線程可以訪問和修改SharedData對象的data屬性。這樣可以避免數據競爭和不一致的情況。

????????注意，這個示例使用了Python中的多線程和互斥鎖，與Qt中的線程和互斥鎖略有不同。確保你的環境中同時存在Qt庫和Python的線程支持（例如PyQt6.QtCore和threading庫），以便代碼可以正確運行。

5.4?避免死鎖和線程饑餓

????????避免死鎖和線程饑餓是多線程編程中的關鍵問題。死鎖指的是多個線程彼此等待對方釋放鎖，導致程序無法繼續執行。線程饑餓是指某個線程長時間無法獲得所需的資源或鎖，導致其他線程占用資源，使得該線程無法繼續執行。以下是在PyQt6中避免死鎖和線程饑餓的詳解和示例：

避免死鎖：

有序獲取鎖： 當多個線程需要獲取多個鎖時，確保它們按照相同的順序獲取鎖，這可以減少死鎖的風險。

超時機制： 在獲取鎖時使用超時機制，如果無法在一定時間內獲取鎖，就放棄并釋放已有的鎖。

避免線程饑餓：

公平性： 使用公平的鎖和資源分配策略，確保所有線程都有平等的機會獲得資源，避免某個線程長時間無法獲得所需資源。

優先級： 在某些情況下，可以通過為線程設置不同的優先級，確保高優先級線程不會長時間無法獲得資源。

以下是一個簡單的示例，展示如何在PyQt6中使用QMutex來避免死鎖和線程饑餓：

import sys
from PyQt6.QtCore import QThread, QMutex, QMutexLocker# 共享資源類，用于展示互斥鎖的使用來避免死鎖和線程饑餓
class SharedResource:def __init__(self):self.mutex1 = QMutex()  # 第一個互斥鎖self.mutex2 = QMutex()  # 第二個互斥鎖def process1(self):with QMutexLocker(self.mutex1):  # 獲取第一個鎖print("Process 1: Mutex 1 locked")QThread.msleep(100)  # 模擬處理時間with QMutexLocker(self.mutex2):  # 獲取第二個鎖print("Process 1: Mutex 2 locked")def process2(self):with QMutexLocker(self.mutex2):  # 獲取第二個鎖print("Process 2: Mutex 2 locked")QThread.msleep(100)  # 模擬處理時間with QMutexLocker(self.mutex1):  # 獲取第一個鎖print("Process 2: Mutex 1 locked")class WorkerThread(QThread):def __init__(self, shared_resource, process_func):super().__init__()self.shared_resource = shared_resourceself.process_func = process_funcdef run(self):self.process_func()if __name__ == "__main__":shared_resource = SharedResource()thread1 = WorkerThread(shared_resource, shared_resource.process1)thread2 = WorkerThread(shared_resource, shared_resource.process2)thread1.start()  # 啟動線程1thread2.start()  # 啟動線程2thread1.wait()  # 等待線程1完成thread2.wait()  # 等待線程2完成print("Main thread exited")  # 主線程退出

?????????在這個示例中，兩個線程分別嘗試獲取兩個不同的鎖（mutex1和mutex2）。通過始終以相同的順序獲取鎖，可以避免死鎖。同時，通過在獲取鎖時使用QMutexLocker，可以確保線程在離開作用域時釋放鎖。

????????需要注意的是，死鎖和線程饑餓是復雜的問題，可能在更復雜的場景中出現。避免死鎖和線程饑餓需要仔細的設計和測試，以確保線程在協同工作時能夠正確地進行同步和協調。

?`QMutex` 和 `QMutexLocker`

QMutex 和 QMutexLocker 是 PyQt 中用于線程同步的兩個重要類。它們幫助確保多個線程在訪問共享資源時的正確同步，以避免競爭條件和數據不一致。下面是關于它們的詳解和示例：

QMutex（互斥鎖）： 互斥鎖是一種線程同步機制，用于控制多個線程對共享資源的訪問。在多線程環境中，一個線程可以獲得互斥鎖的所有權，從而可以安全地訪問共享資源。其他線程在獲取互斥鎖之前必須等待，以確保同一時間只有一個線程可以訪問共享資源。

示例代碼：

from PyQt6.QtCore import QMutexmutex = QMutex()def thread_function():mutex.lock()# 訪問共享資源mutex.unlock()# 創建多個線程，每個線程執行 thread_function

QMutexLocker（互斥鎖鎖定器）： QMutexLocker 是 QMutex 的一個輔助類，它在創建時自動鎖定 QMutex，并在銷毀時釋放鎖。這樣可以確保在一個作用域內，線程在獲取鎖后能夠正確地釋放鎖，從而避免忘記釋放鎖而導致的死鎖。

示例代碼：

from PyQt6.QtCore import QMutex, QMutexLockermutex = QMutex()def thread_function():with QMutexLocker(mutex):  # 進入作用域時自動鎖定，離開作用域時自動釋放# 訪問共享資源# 創建多個線程，每個線程執行 thread_function