multithreading - 从其他线程执行 GTK 函数

Question

这个问题是关于 GTK 和线程的。
如果您的应用程序崩溃、卡住或者您想要一个多线程 GTK 应用程序，您可能会发现它很有用。

Answer 1

主循环
为了理解 GTK，你必须理解 2 个概念。

所有当代 GUI 都是单线程的。他们有一个线程来处理来自窗口系统的事件(如按钮、鼠标事件)。
这样一个线程叫做主事件循环 或主循环。
GTK 也是单线程和 不是 MT 安全。这意味着，您不能从其他线程调用任何 GTK 函数，因为它会导致未定义的行为。

正如 Gtk 文档所述，

Like all GUI toolkits, GTK+ uses an event-driven programming model. When the user is doing nothing, GTK+ sits in the “main loop” and waits for input. If the user performs some action - say, a mouse click - then the main loop “wakes up” and delivers an event to GTK+. GTK+ forwards the event to one or more widgets.

Gtk 是基于事件和异步的。它对按钮点击的 react 不是在点击的确切时刻，而是稍后。
它可以非常粗略地写成这样(不要在家里尝试):

static list *pollable;

int main_loop (void)
{
    while (run)
        {
            lock_mutex()
            event_list = poll (pollable); // check whether there are some events to react to
            unlock_mutex()
            dispatch (event_list);        // react to events.
        }
}

void schedule (gpointer function)
{
    lock_mutex()
    add_to_list (pollable, something);
    unlock_mutex()
}

我想在我的应用程序中延迟操作
例如，在几秒钟内隐藏工具提示或更改按钮文本。
假设您的应用程序是单线程的，如果您调用 sleep()它将在主循环中执行。 sleep()意味着，这个特定的线程将被挂起指定的秒数。不会做任何工作。
如果这个线程是主线程，GTK 将无法重绘或响应用户交互。应用程序卡住。
您应该做的是安排函数调用。可以用 g_timeout_add 来完成或 g_idle_add在第一种情况下，我们的 poll()从上面的片段将在几秒钟内返回此事件。在后一种情况下，当没有更高优先级的事件时，它将返回。

static int count;

gboolean change_label (gpointer data)
{
    GtkButton *button = data;
    gchar *text = g_strdup_printf ("%i seconds left", --count);
    if (count == 0)
        return G_SOURCE_REMOVE;
    return G_SOURCE_CONTINUE; 
}

void button_clicked (GtkButton *button)
{
    gtk_button_set_label (button, "clicked");
    count = 5;
    g_timeout_add (1 * G_TIME_SPAN_SECOND, change_label, button);
}

从函数返回值非常重要 .如果你不这样做，行为是未定义的，你的任务可能会被再次调用或删除。
我有一个长期运行的任务
长时间运行的任务与调用 sleep 没有区别.当一个线程忙于该任务时，它显然不能执行任何其他任务。如果那是 GUI 线程，则无法重绘界面。这就是为什么您应该将所有长时间运行的任务移至其他线程的原因。不过有一个异常(exception):非阻塞 IO，但这超出了我的回答主题。
我有其他线程，但我的应用程序崩溃了
如前所述，GTK 不是 MT 安全的。你不能从其他线程调用 Gtk 函数。
您必须安排执行。 g_timeout_add和 g_idle_add 是 MT 安全，不像其他 GTK 函数。
该回调将在主循环中执行。如果回调和线程之间有一些共享资源，则必须以原子方式读取/写入它们或使用互斥锁。

static int data;
static GMutex mutex;

gboolean change_label (gpointer data)
{
    GtkButton *button = data;
    int value;
    gchar *text;

    // retrieve data
    g_mutex_lock (&mutex);
    value = data;
    g_mutex_unlock (&mutex);

    // update widget
    text = g_strdup_printf ("Current data value: %i", value);
    return G_SOURCE_REMOVE;
}

gpointer thread_func (gpointer data)
{
    GtkButton *button = data;
    while (TRUE)
        {
            sleep (rand_time);
            g_mutex_lock (&mutex);
            ++data;
            g_mutex_unlock (&mutex);
            g_idle_add (change_label, button);
        }
}

确保尽可能少地保留互斥锁。 想象一下，您在另一个线程中锁定了一个互斥锁并执行了一些 IO。主循环将被卡住，直到互斥锁被释放。有 g_mutex_try_lock()立即返回，但它会带来额外的同步问题，因为当主循环尝试锁定互斥锁时，您无法保证它会被解锁。
跟进:但是 python 是单线程的，GIL 等等？
你可以想象 python 是运行在单核机器上的多线程应用程序。
你永远不知道线程什么时候会切换。您调用了一个 GTK 函数，但您不知道主循环处于哪个状态。也许它刚刚释放了资源。总是安排。
没有讨论和进一步阅读的内容

可以找到关于 glib 主循环的详细文档 here

GSource作为更底层的原语。

GTask