pythonでtkinterとmatplotlibでグラフが描画できるようにしたい

Question

pythonでシリアルポートに流れてくる測定データを取得し、それをグラフにプロットしていくアプリを作っています。
グラフやUIはtkinterとmatplotlibで作っています。
グラフを描画しようとするとアプリ自体が終了してしまいます。どのようにすればいいでしょうか？

当方の環境は
windows10 64bit + anaconda + vscodeで行っています。
それぞれのバージョンは、
・Windows10 64bit ver1909 build18363.815
・anaconda ver1.7.2
・python ver 3.7.7
になります。

現在、グラフ描画以外はうまく動いていそうなので、グラフ描画だけ切り出して下記のコードで動作テストをしています。

canvas.get_tk_widget().grid( row = 0, column = 0)

を入れると、

Fatal Python error: PyEval_RestoreThread: NULL tstate

というエラーが出て、プログラムが終了します。ここをコメントアウトすると、プログラムは落ちませんが、グラフは表示されません。
私の理解では、この問題の行で、グラフをGUIのどのエリアにどのくらいのサイズで描画するのか設定するのですが、どのように設定すればいいのか分かりません。

import sys
import time
import numpy as np
import tkinter
import random
from tkinter import ttk
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg

class ChartData():
    def __init__( self, series:int):
        self.MAT_SIZE = 100                                 # matrix size

        self.count  = 0                                     # packet counter
        self.x_data = np.zeros( self.MAT_SIZE)              # x-axis data
        self.y_data = np.zeros( ( series, self.MAT_SIZE))   # y-axis data
        self.lines  = []                                    # chart lines

# @brief    update combobox
# @param    event   event handler
def UpdatePortCombo( event):
    print( cb_port_val.get())

# @brief    quit program
def Quit():
    # terminate serial receive thread
    root.destroy()

# @brief    open serial port
def OpenPort():
    return True

# @brief    close serial port
def ClosePort():
    return True

# @brief    main function
if __name__ == '__main__':
    series      = 6             # data series
    packet_size = 4 * ( 6 + 1)  # packet size

    # initialize GUI object
    root = tkinter.Tk()
    root.title( 'CQ ARM First Telemetory')

    cb_port_val = tkinter.StringVar()
    cd = ChartData( series = series)

    """ GUI parts draw part """
    dbg = ['aaa', 'bbb']
    # serial port select combobox
    cb_port = ttk.Combobox( values = dbg, textvariable = cb_port_val, width = 7)
    cb_port.bind( '<<ComboboxSelected>>', UpdatePortCombo)
    cb_port.current( 0)
    cb_port.grid( row = 1, column = 1, columnspan = 2)

    # open serial port & monitor start button
    btn_open = tkinter.Button( text = 'Open Port', width = 10, command = OpenPort)
    btn_open.grid( row = 2, column = 1, columnspan = 2)

    # close serial port & monitor stop button
    btn_close = tkinter.Button( text = 'Close Port', width = 10, command = ClosePort)
    btn_close.grid( row = 3, column = 1, columnspan = 2)

    # quit app button
    btn_quit = tkinter.Button( text = 'Quit', width = 10, command = Quit)
    btn_quit.grid( row = 4, column = 1, columnspan = 2)

    """ chart draw part """
    # create chart base
    fig, axes = plt.subplots( 2, 1)
    canvas = FigureCanvasTkAgg( fig, master = root)
    canvas.get_tk_widget().grid( row = 0, column = 0)

    axes[0].set_xlabel( 'time')
    axes[0].set_ylabel( 'acceleration[mm/s^2]')
    axes[0].set_title( 'time - acceleration chart')
    axes[0].grid()
    line_x, = axes[0].plot( cd.x_data, cd.y_data[0], color = "red",   label = 'x')
    line_y, = axes[0].plot( cd.x_data, cd.y_data[1], color = "green", label = 'y')
    line_z, = axes[0].plot( cd.x_data, cd.y_data[2], color = "blue",  label = 'z')
    cd.lines.append( line_x)
    cd.lines.append( line_y)
    cd.lines.append( line_z)

    axes[1].set_xlabel( 'time')
    axes[1].set_ylabel( 'angular velocity[mdeg/s]')
    axes[1].set_title( 'time - angular velocity chart')
    axes[1].grid()
    line_x, = axes[1].plot( cd.x_data, cd.y_data[3], color = "red",   label = 'x')
    line_y, = axes[1].plot( cd.x_data, cd.y_data[4], color = "green", label = 'y')
    line_z, = axes[1].plot( cd.x_data, cd.y_data[5], color = "blue",  label = 'z')
    cd.lines.append( line_x)
    cd.lines.append( line_y)
    cd.lines.append( line_z)

    # @biref    run chart
    def run( ii):
        """
        xx_data = [cd.x_data[-1] + 1]
        yy_data = [[random.random(),random.random(),random.random(),random.random(),random.random(),random.random()]]
        cd.x_data = np.roll( cd.x_data, shift = -1)
        cd.y_data = np.roll( cd.y_data, shift = -1, axis = 1)
        cd.x_data[-1] = xx_data[0]
        cd.y_data[:,-1] = yy_data[0]

        for i in range( 6):
            cd.lines[i].set_data( cd.x_data, cd.y_data[i])

        return cd.lines,
        """
        print( ii)

    anime = animation.FuncAnimation( fig, run, interval = 500, blit = False)
    plt.draw()

    # app start
    root.mainloop()

    exit(0)

Comments

[Yasumichi]

私の環境（Windows10 Pro 64bit、python は scoop で入れたやつ）では、同じコードでグラフ表示（プロットはされない）ができたのですが、実行環境を提示いただけますでしょうか？

[hayaya88]

windows10 64bit + anaconda + vscodeで行っています。
それぞれのバージョンは、
・Windows10 64bit ver1909 build18363.815
・anaconda ver1.7.2
・python ver 3.7.7
　　・tk ver 8.6.8
　　・matplotlib 3.1.3
・vocode ver 1.44.2
になります。

[Yasumichi]

質問本文に追加しておくと良いと思います。

なお、当方の環境は、

Windows10 64bit ver1903 build18362.778(実行時)
Python 3.8.2
matplotlib 3.2.1
vocode ver 1.44.2

で tk は同梱の tkinter で tkinter.TkVersion は 8.6 です。

[teamikl]

win10 anaconda py3.7.7 で再現出来ました。
(追記: 同環境にて、実行はコマンドラインからの実行)
既に、plt.draw() を削除と回答しましたが、

他にもroot以外のフレーム等をFigureCanvasTkAggの
master に渡す等回避手段があって、原因自体はよくわかってない状態です。

エラー内容のPyEval_RestoreThread については
https://docs.python.org/ja/3/c-api/init.html

Answer 1

    plt.draw()

を削除してみてください。

深く原因を追いかけてませんが、FigureCanvasTkAgg を使う場合と、
pyplotのみで描画する場合の方法が混在した為だと思います。

Comments

[hayaya88]

ありがとうございます。
ご指摘通り、
plot.draw()
の削除で動作するようになりました。
描画はまだうまく行きませんが・・・