Python：将GUI进程与核心逻辑进程分离

Question

我正在开发一个用于处理计算机模拟的Python项目，同时也在为它开发GUI。（核心逻辑本身不需要GUI。）我使用的GUI工具包是wxPython，但我认为我的问题足够普遍，不依赖于它。

目前GUI的工作方式是，在同一进程和线程上启动核心逻辑包（称为garlicsim）。这种方法可行，但我知道它是有问题的，因为如果核心逻辑需要进行一些费时的计算，GUI将会挂起，这是不可接受的。

我该怎么办？

我听说过在GUI之外的单独进程中启动核心逻辑的选项。这听起来很有趣，但我对此有很多问题。

1. 我应该使用multiprocessing包还是subprocess包来启动新进程？
2. 如何轻松访问GUI进程中的模拟数据？毕竟，它将存储在其他进程中。用户应该能够轻松流畅地浏览模拟时间线。怎么做才能实现这一点？

- Ram Rachum

Answer 1

你可能会在这里找到一些灵感：http://wiki.wxpython.org/LongRunningTasks，但它是关于多线程的，而不是多进程。

基本思路：

- 对于多线程：使用事件队列在GUI和处理线程之间进行通信。 - 对于多进程：可以使用subprocess包，并使用子进程的stdin/stdout与其通信。为此，您需要一个命令行API，但最终它会变得方便，因为您可以进行独立于GUI的单元测试。 - 您甚至可以通过套接字来驱动i/o通信，这将使模拟的网络管理变得容易。 编辑：我刚看到你提到的2.6新的multiprocessing包。看起来不错，然后您可以使用队列在进程之间通信。这是更紧密的耦合，您可以根据自己的需求选择。

- ron

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您说的“subprocessing”包应该是指“subprocess”包，对吗？ - Kylotan

Answer 2

为了回答这些具体问题：

“我应该使用multiprocessing包还是subprocess包来启动新进程？”

使用multiprocessing。

“如何轻松顺畅地访问GUI进程中的模拟数据？”

如果您想问的是模拟过程对象的访问权限，那么您无法访问。模拟是一个单独的进程。您可以启动它、停止它，并通过命令队列向模拟器发送请求，这是最重要的。

“用户应该能够轻松流畅地浏览模拟的时间轴。如何做到这一点？”

这只是设计问题。单个进程、多个进程、多个线程对这个问题没有任何影响。

每个模拟都必须有一些参数，必须启动，必须产生日志（或时间轴）。无论您使用什么库来启动和停止模拟，都必须这样做。

模拟的输出（作为GUI的输入）可以用无数种方式完成。

- 数据库。模拟时间轴可以插入SQLite数据库并由GUI查询。这不是非常好的解决方案，因为SQLite没有真正聪明的锁定机制。但它确实可以工作。 - 文件。模拟时间轴写入文件。GUI读取文件。这非常好用。 - 请求/回复。模拟具有多个线程，其中一个线程正在出队命令并通过发送时间轴（例如）回复，或停止模拟或更改参数并重新启动。

- S.Lott

Answer 3

在这里可行的最简单方法是在单独的线程中启动计算，并使用Queue对象在该线程和GUI之间通信。这些对象完全安全，非常方便进行线程间通信。

其他解决方案更为复杂 - 您可能最终会在一个完全独立的"服务器"进程中运行模拟，并通过套接字与主GUI进行通信。

- Eli Bendersky

Answer 4

不幸的是，即使您正确地选择了GUI不会影响答案，但解决此问题的最佳方法取决于模拟数据正在做什么。

例如，如果它生成顺序数据，则可以通过线程安全或进程安全队列将其提供给GUI。但是，如果它改变了整个数据且您的GUI需要能够随时查看快照，则通过将整个状态沿队列发送来解决可能过于昂贵，而可能需要使用互斥样式方法来共享访问数据结构。因此，在这里进行处理数据的工作性质至关重要。

至于是否使用多进程或子进程，这取决于是否有完全独立的程序处理数据。前者用于以多线程的方式进行多进程处理——同一程序的不同部分在多个进程中运行。后者是当一个程序想要运行另一个程序（可能是程序的副本，但通常不是）时。同样，很难知道哪种方法是针对您特定情况的最佳方法，尽管听起来您可以将核心逻辑作为命令行应用程序并通过管道、插座等进行通信。

- Kylotan

Answer 5

使用多进程或Pyro进行分布式数据对象处理。

http://pyro.sourceforge.net/

你的模拟程序向GUI提供分布式对象，GUI对它们进行操作并读取它们的属性。

这两个库都可以在本地运行，并且提供了网络扩展性而无需麻烦。当你的模拟开始处理过多的数据时，可以添加更多的模拟服务器来提供更多的分布式对象。

- manifest