在PyQt GUI中嵌入和更新matplotlib图表时出现内存泄漏问题

Question

我正在尝试将每秒更新的matplotlib图表嵌入到PyQt GUI主窗口中。在我的程序中，我使用threading.Timer通过下面的timer函数每秒调用一次更新函数。我有一个问题：我的程序每秒都会增加约1k，大约4秒钟。我的初步想法是，update_figure函数中返回一个新数组的append函数没有删除旧数组？这可能是我的问题的原因吗？请注意，保留HTML标记。

def update_figure(self):
    self.yAxis = np.append(self.yAxis, (getCO22()))
    self.xAxis = np.append(self.xAxis, self.i)
    # print(self.xAxis)
    if len(self.yAxis) > 10:
        self.yAxis = np.delete(self.yAxis, 0)

    if len(self.xAxis) > 10:
        self.xAxis = np.delete(self.xAxis, 0)

    self.axes.plot(self.xAxis, self.yAxis, scaley=False)
    self.axes.grid(True)

    self.i = self.i + 1

    self.draw()

这是我的计时器函数 - 它由我PyQt GUI中一个按钮的单击触发，然后会像你所看到的那样调用自己：

def timer(self):
    getCH4()
    getCO2()
    getConnectedDevices()
    self.dc.update_figure()
    t = threading.Timer(1.0, self.timer)
    t.start()

编辑：我无法发布完整的代码，因为它需要很多.dll文件。所以我会尽力解释这个程序的作用。

在我的GUI中，我想展示我的CO₂值随时间变化的情况。我的get_co22函数仅返回浮点数值，我非常确定它可以正常工作。使用上面显示的计时器，我想将一个值附加到一个matplotlib图形中 - Axes对象对我可用，像这样：self.axes。我试着绘制数据的最后10个值。

编辑2：经过一些聊天讨论，我尝试将对update_figure()的调用放在一个while循环中，并使用一个线程调用它，并成功地创建了这个最小示例http://pastebin.com/RXya6Zah。这改变了调用update_figure()的代码结构，如下所示：

def task(self):
    while True:
        ui.dc.update_figure()
        time.sleep(1.0)

def timer(self):
    t = Timer(1.0, self.task())
    t.start()

但是现在程序在运行5个循环后会崩溃。

- Rowan Klein Gunnewiek

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你能否举一个我们实际可以运行和验证的简单示例呢？例如，删除对其他函数的调用并去掉计时器，并使其快速消耗内存。 - moooeeeep

你使用 np.delete 调用的目的是什么？文档 表明，它可以删除子数组。因此，似乎你的数组增长速度比缩小速度快。 - Gill Bates

@moooeeeep，我编辑了我的问题，这样好一些吗？ - Rowan Klein Gunnewiek

更简洁地说，我想知道您的GUI是否存在问题。尝试将 self.draw() 或 self.axes.plot(... 注释掉，看看是否仍然存在内存泄漏。如果没有 - 您就有了一个线索，可以确定问题出在哪里。 - J Richard Snape

@JRichardSnape 我尝试注释掉self.draw()和self.axes.plot()。程序仍在增长，但增长速度比以前慢了！ - Rowan Klein Gunnewiek

Answer 1

问题显然不在于您如何将数据添加到numpy数组中或截断它。

问题在于您的线程模型。将计算循环与GUI控制循环集成在一起是困难的。

从根本上讲，您需要让GUI线程控制何时调用更新代码（必要时生成新线程来处理它），以便

1. 您的代码不会阻止GUI更新，
2. GUI更新不会阻止您的代码执行，并且
3. 您不会生成大量线程来持有多个对象的副本（这可能是您的内存泄漏来源）。

在这种情况下，由于您的主窗口由 PyQt4控制，因此您需要使用一个 QTimer （请参见此处的简单示例）

因此，请修改您的 timer 代码。

def task(self):
    getCH4()
    getCO2()
    getConnectedDevices()
    self.dc.update_figure()

def timer(self):
    self.t = QtCore.QTimer()
    self.t.timeout.connect(self.task)
    self.t.start(1000)

这应该可以工作。保持对的引用是至关重要的，因此使用self.t = QtCore.QTimer()而不是t = QtCore.QTimer()，否则对象将被垃圾回收。

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注意：

这是一个聊天记录中长串讨论的摘要，澄清了问题并讨论了多种可能的解决方案。特别地，OP在这里提供了一个更简单的可运行示例：http://pastebin.com/RXya6Zah

完整可运行示例的修复版本在这里：http://pastebin.com/gv7Cmapr

相关代码和说明已经在上面提供，但链接可能会帮助任何想要复制/解决这个问题的人。请注意，它们需要安装PyQt4。

- J Richard Snape

Answer 2

如果你每次都在创建新的图形，那么这是非常常见的。

Matplotlib不会自动释放你创建的图形，除非你要求它这样做，例如：

pylab.close() 

查看如何在创建matplotlib图形后释放内存

- Ruggero Turra

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是的 - 那就是我对原帖作者的评论的意思，但不清楚他们是否正在使用matplotlib。此外，注释掉所有绘图似乎并没有解决问题。 - J Richard Snape