Python2.7中Tkinter读取subprocess标准输出时界面冻结如何解决

问题根源 #

有两个独立原因导致界面卡死、输出批量返回：

1. Python子进程默认启用块缓冲：当输出目标不是终端时，print内容会暂存到缓冲区（通常4KB）满后才会写入管道，因此子进程10秒运行结束后才会一次性输出所有内容
2. 主程序读逻辑阻塞：for line in iter(self.myprocess.stdout.readline, '')会持续阻塞等待子进程输出直到管道关闭（子进程退出），Tkinter主线程卡在该循环中无法响应界面交互

解决方案 #

1. 禁用子进程输出缓冲 #

二选一即可：

• 方案A：启动子进程时添加-u参数，强制Python关闭标准输出缓冲
  修改startProcess方法：

  def startProcess(self):
      # 用列表形式传参数，避免shell=True的安全风险
      command = ["python", "-u", "spammer.py"]
      self.myprocess = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE, bufsize=1)
  

• 方案B：修改spammer.py，每次打印后手动刷新缓冲

  # spammer.py
  import time
  import sys
  
  counter = 0
  while counter < 40:
      print("counter = %d" % counter)
      sys.stdout.flush() # 新增行，手动刷缓冲
      counter += 1
      time.sleep(0.25)
  

2. 修正主程序读逻辑，避免阻塞 #

Linux/Unix平台方案

通过fcntl将管道设置为非阻塞模式，每次定时调用时仅读取当前已有的内容，无新内容直接返回：

def getLogText(self):
    if self.myprocess is None:
        return
    # 子进程已退出时读完剩余内容
    if self.myprocess.poll() is not None:
        for line in self.myprocess.stdout.readlines():
            self.logmessages.append(line.strip())
        self.myprocess = None
        return
    # 设置非阻塞读
    import fcntl, os
    fd = self.myprocess.stdout.fileno()
    fl = fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_GETFL)
    fcntl.fcntl(fd, fcntl.F_SETFL, fl | os.O_NONBLOCK)
    try:
        line = self.myprocess.stdout.readline()
        if line:
            self.logmessages.append(line.strip())
    except:
        # 无新内容直接返回
        return

跨平台兼容方案（支持Windows）

Windows系统无fcntl模块，可用独立线程读取子进程输出，内容存入线程安全队列，主线程定时从队列取数：

1. 新增依赖导入

   import threading
   import Queue
   

2. 初始化队列，在__init__方法中新增

   self.queue = Queue.Queue()
   

3. 新增子进程读逻辑

   def read_process_output(self, proc, queue):
       for line in iter(proc.stdout.readline, ''):
           queue.put(line.strip())
       proc.wait()
   

4. 修改startProcess启动读线程

   def startProcess(self):
       command = ["python", "-u", "spammer.py"]
       self.myprocess = subprocess.Popen(command, stdout=subprocess.PIPE, bufsize=1)
       # 启动后台读线程
       self.read_thread = threading.Thread(target=self.read_process_output, args=(self.myprocess, self.queue))
       self.read_thread.daemon = True
       self.read_thread.start()
   

5. 改写getLogText从队列取数

   def getLogText(self):
       while not self.queue.empty():
           line = self.queue.get()
           self.logmessages.append(line)
   

3. 修复已知笔误 #

原代码treatOutput方法中存在属性名拼写错误，修正后：

def treatOutput(self):
    while len(self.logmessages):
        # 原代码为self.logmessage，缺末尾的s，修正
        line = self.logmessages.pop(0)
        line = line.replace("counter = ", "")
        mynumber = int(line)
        if mynumber % 3:
            print(mynumber)

修改完成后即可实现实时读取子进程输出，界面全程无阻塞，Stop按钮可正常响应。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Carlos Adir