[Python/파이썬] PyQt5 사용시 필요한 쓰레드 개념 이해 : 파이썬 GUI 응답없음 해결 방법 - 1

 

※ 이 글을 쓰는 사람은 SW 비전공자입니다.

※ 개인 공부를 위해 정리하는 글이며, 작성한 코드들은 효율성, 깔끔함(?) 등과는 거리가 멀 수 있습니다.

 

1편 : 2021.03.06 - [코딩/Python] - [Python/파이썬] PyQT5 및 QT Designer 소개, .ui 파일 .py로 변환 방법

2편 : 2021.03.28 - [코딩/Python] - [Python/파이썬] PyQt5를 통한 GUI 구성 및 사용법 이해하기

3편 : 2021.03.29 - [코딩/Python] - [Python/파이썬] PyQt5 사용시 필요한 쓰레드 개념 이해 - 1

4편 : 2021.03.30 - [코딩/Python] - [Python/파이썬] PyQt5 사용시 필요한 쓰레드 개념 이해-2 (GUI 응답없음 해결)

5편 : 2021.07.19 - [코딩/Python] - [Python/파이썬] PyQt5 - 시그널(Signal)과 슬롯(Slot) 개념

6편 : 2021.07.22 - [코딩/Python] - [Python/파이썬] PyQt5 - 사용자 정의 시그널(Custom Signal)과 Emit 사용법

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  이전편에서 GUI를 짜고 버튼과 연동하여 Progress bar와 text 창에 진행상황을 띄우는 간단한 코드를 작성해보았다.

실제 복잡한 GUI 프로그램을 코딩하다 보니 PyQt가 주요 함수가 동작하는 와중에 멈춰버리는(응답없음) 현상을 확인했다. 이 때 쓰레드라는 개념을 활용해야한다고 한다.

 

  예를 들면 아래와 같은 경우다. 20km 경주를 진행하는 경주마1과 경주마 2가 있다. 각 버튼을 누르면 각 경주마는 출발하여 진행거리를 표시한다. '경주마 1출발'과 '경주마 2출발' 버튼을 각각 눌러서 2마리의 말이 달리는 진행상황을 보려고 한다.

 

< 경주마 프로그램 GUI 예시>

   

  위에 구성한 경주마 GUI 프로그램을 파이썬으로 아래처럼 코딩해보았다. 이전 포스팅에서 각 위젯에 접근할 때 ObjectName을 사용한다고 정리한 바가 있다.(위 프로그램의 경우 경주마 버튼 2개가 해당된다.) 

 

<코드>

import time
import sys
from PyQt5.QtWidgets import *
from PyQt5 import uic
from PyQt5.QtCore import *

#UI파일 연결
#단, UI파일은 Python 코드 파일과 같은 디렉토리에 위치해야한다.
form_class = uic.loadUiType("test_pyqt2.ui")[0]

class WindowClass(QMainWindow, form_class) :
    def __init__(self) :
        super().__init__()
        self.setupUi(self)

        #각 버튼에 대한 함수 연결
        self.runButton1.clicked.connect(self.actionFunction1)
        self.runButton2.clicked.connect(self.actionFunction2)

    #경주마1 출발 버튼을 눌렀을 때 실행 될 메서드
    def actionFunction1(self):
        print("경주마1이 출발하였습니다.")
        for i in range(20):
            print("경주마1이"+str(i)+"km째 달리고 있습니다.")
            time.sleep(2)            
        print("경주마1이 결승지에 도착하였습니다.")
    
    #경주마2 출발 버튼을 눌렀을 때 실행 될 메서드
    def actionFunction2(self):
        print("경주마2가 출발하였습니다.")
        for i in range(20):
            time.sleep(2)
            print("경주마2가"+str(j)+"km째 달리고 있습니다.")
        print("경주마2가 결승지에 도착하였습니다.")

if __name__ == "__main__" :
    app = QApplication(sys.argv)
    myWindow = WindowClass()
    myWindow.show()
    app.exec_()

 

<결과>

  -. 먼저 '경주마 1 출발'을 눌러보면 아래와 같이 진행상황이 정상적으로 출력 된다.

 

<경주마 1 출발시>

  -. 위 경주마1이 달리고 있는 상황에서 '경주마 2 출발'을 눌러보자. 그럼 GUI 프로그램이 멈추고 동작하지 않는다. 경주마2를 출발시키려면 경주마 1이 20km 모두 달릴 때까지 기다려야 한다.

 

< 경주마 1이 달리는 동안 GUI는 응답없음 >

 

 

-. 그럼 만약 경주마 1이 달리는 동안 GUI도 동작하게 하고 경주마2도 출발시키려면 어떻게 해야할까???

 

    ▶ 이러한 부분을 가능하게 해주는 개념이 프로그래밍의 쓰레드 개념이라고 한다.

 

 

  

 

 * 쓰레드란?

  구글링을 하면 여러 참고할 수 있는 자료를 찾아볼 수 있지만 내가 이해한대로 정리해보았다.

 

  일단 쓰레드의 사전적 의미는 프로그램이 실행되는 '최소 단위'이다. 말 그대로 프로그램 1개를 실행할 때 이 것을 '프로세스'라고 하는데 이 프로세스 안에는 여러개의 쓰레드가 들어갈 수 있다. 파이썬은 인터프리터 언어라서  어떤 코드를 실행시킬 때, 1개의 스레드만 배분한다고 한다.  즉, 1개의 스레드에서 코드가 순차적으로 실행되기 때문에 위와 같이 Pyqt로 코딩 된 UI와 실제 동작하는 함수 코드가 같이 동작할 수 없게 되어 있다.(경주마 1 메서드가 끝날 때까지 경주마 2 메서드를 동작시킬 수 없음)

 

< Single Thread 개념도(1개 Thread) >

 

 

  그래서 파이썬의 내장 모듈인 Threading이나 PyQt5(GUI) 기반의 QThread 모듈을 사용해서 별도의 쓰레드를 구현해주어야 한다. 근데 찾아보니 파이썬에서 여러개의 쓰레드를 구현할 수 있으나 실질적으로는 GIL(Global Interpreter Lock)이라는 메커니즘 때문에 결국에는 1개의 쓰레드로 구현하는 것이나 마찬가지라고 한다. 

 

  간단히 말하자면 쓰레드는 여러개로 구현은 가능하나 실행은 번갈아가면서 1개 Thread만 진행된다는 것이다.(동시 실행 불가)

이부분은 잘 정리해주신 블로거가 있어서 참고링크를 글 하단에 걸어두었다.

 

< 파이썬 Multi Thread 개념도 - GIL(Global Interpreter Lock)

 

  

 

 

  다음 포스팅에서는 파이썬 PyQt 의 QThread 모듈을 활용하여 위 경주마 프로그램 코드에 적용해볼 예정이다.

 

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※ 참고링크 : 파이썬 Thread 및 GIL 개념에 대해서 참고한 링크입니다.

1. '잉구블로그' 티스토리 : wangin9.tistory.com/entry/pythonthreadGIL

2. '수학과의 좌충 우돌 프로그래밍' 티스토리 : ssungkang.tistory.com/entry/python-GIL-Global-interpreter-Lock%EC%9D%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%BC%EA%B9%8C