Delphi中有一個(gè)線(xiàn)程類(lèi)TThread是用來(lái)實(shí)現(xiàn)多線(xiàn)程編程的,這個(gè)絕大多數(shù)Delphi書(shū)藉都有說(shuō)到,但基本上都是對(duì)TThread類(lèi)的幾個(gè)成員作一簡(jiǎn)單介紹,再說(shuō)明一下Execute的實(shí)現(xiàn)和Synchronize的用法就完了。然而這并不是多線(xiàn)程編
程的全部,我寫(xiě)此文的目的在于對(duì)此作一個(gè)補(bǔ)充。
線(xiàn)程本質(zhì)上是進(jìn)程中一段并發(fā)運(yùn)行的代碼。一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線(xiàn)程,即所謂的主線(xiàn)程。同時(shí)還可以有多個(gè)子線(xiàn)程。
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程中用到超過(guò)一個(gè)線(xiàn)程時(shí),就是所謂的“多線(xiàn)程”。
那么這個(gè)所謂的“一段代碼”是如何定義的呢?其實(shí)就是一個(gè)函數(shù)或過(guò)程(對(duì)Delphi而言)。
如果用Windows API來(lái)創(chuàng)建線(xiàn)程的話(huà),是通過(guò)一個(gè)叫做CreateThread的API函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,它的定義為:
HANDLE CreateThread(
LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,
DWORD dwStackSize,
LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,
LPVOID lpParameter,
DWORD dwCreationFlags,
LPDWORD lpThreadId
);
其各參數(shù)如它們的名稱(chēng)所說(shuō),分別是:線(xiàn)程屬性(用于在NT下進(jìn)行線(xiàn)程的安全屬性設(shè)置,在9X下無(wú)效),堆棧大小,
起始地址,參數(shù),創(chuàng)建標(biāo)志(用于設(shè)置線(xiàn)程創(chuàng)建時(shí)的狀態(tài)),線(xiàn)程ID,最后返回線(xiàn)程Handle。其中的起始地址就是線(xiàn)
程函數(shù)的入口,直至線(xiàn)程函數(shù)結(jié)束,線(xiàn)程也就結(jié)束了。
因?yàn)镃reateThread參數(shù)很多,而且是Windows的API,所以在C Runtime Library里提供了一個(gè)通用的線(xiàn)程函數(shù)(理論上
可以在任何支持線(xiàn)程的OS中使用):
unsigned long _beginthread(void (_USERENTRY *__start)(void *), unsigned __stksize, void *__arg);
Delphi也提供了一個(gè)相同功能的類(lèi)似函數(shù):
function BeginThread(
SecurityAttributes: Pointer;
StackSize: LongWord;
ThreadFunc: TThreadFunc;
Parameter: Pointer;
CreationFlags: LongWord;
var ThreadId: LongWord
): Integer;
這三個(gè)函數(shù)的功能是基本相同的,它們都是將線(xiàn)程函數(shù)中的代碼放到一個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)程中執(zhí)行。線(xiàn)程函數(shù)與一般函數(shù)的
最大不同在于,線(xiàn)程函數(shù)一啟動(dòng),這三個(gè)線(xiàn)程啟動(dòng)函數(shù)就返回了,主線(xiàn)程繼續(xù)向下執(zhí)行,而線(xiàn)程函數(shù)在一個(gè)獨(dú)立的線(xiàn)
程中執(zhí)行,它要執(zhí)行多久,什么時(shí)候返回,主線(xiàn)程是不管也不知道的。
正常情況下,線(xiàn)程函數(shù)返回后,線(xiàn)程就終止了。但也有其它方式:
Windows API:
VOID ExitThread( DWORD dwExitCode );
C Runtime Library:
void _endthread(void);
Delphi Runtime Library:
procedure EndThread(ExitCode: Integer);
為了記錄一些必要的線(xiàn)程數(shù)據(jù)(狀態(tài)/屬性等),OS會(huì)為線(xiàn)程創(chuàng)建一個(gè)內(nèi)部Object,如在Windows中那個(gè)Handle便是這
個(gè)內(nèi)部Object的Handle,所以在線(xiàn)程結(jié)束的時(shí)候還應(yīng)該釋放這個(gè)Object。
雖然說(shuō)用API或RTL(Runtime Library)已經(jīng)可以很方便地進(jìn)行多線(xiàn)程編程了,但是還是需要進(jìn)行較多的細(xì)節(jié)處理,為此
Delphi在Classes單元中對(duì)線(xiàn)程作了一個(gè)較好的封裝,這就是VCL的線(xiàn)程類(lèi):TThread
使用這個(gè)類(lèi)也很簡(jiǎn)單,大多數(shù)的Delphi書(shū)籍都有說(shuō),基本用法是:先從TThread派生一個(gè)自己的線(xiàn)程類(lèi)(因?yàn)門(mén)Thread
是一個(gè)抽象類(lèi),不能生成實(shí)例),然后是Override抽象方法:Execute(這就是線(xiàn)程函數(shù),也就是在線(xiàn)程中執(zhí)行的代碼
部分),如果需要用到可視VCL對(duì)象,還需要通過(guò)Synchronize過(guò)程進(jìn)行。關(guān)于之方面的具體細(xì)節(jié),這里不再贅述,請(qǐng)
參考相關(guān)書(shū)籍。
本文接下來(lái)要討論的是TThread類(lèi)是如何對(duì)線(xiàn)程進(jìn)行封裝的,也就是深入研究一下TThread類(lèi)的實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橹皇钦嬲?nbsp;
了解了它,才更好地使用它。
下面是DELPHI7中TThread類(lèi)的聲明(本文只討論在Windows平臺(tái)下的實(shí)現(xiàn),所以去掉了所有有關(guān)Linux平臺(tái)部分的代碼
):
TThread = class
private
FHandle: THandle;
FThreadID: THandle;
FCreateSuspended: Boolean;
FTerminated: Boolean;
FSuspended: Boolean;
FFreeOnTerminate: Boolean;
FFinished: Boolean;
FReturnValue: Integer;
FOnTerminate: TNotifyEvent;
FSynchronize: TSynchronizeRecord;
FFatalException: TObject;
procedure CallOnTerminate;
class procedure Synchronize(ASyncRec: PSynchronizeRecord); overload;
function GetPriority: TThreadPriority;
procedure SetPriority(Value: TThreadPriority);
procedure SetSuspended(Value: Boolean);
protected
procedure CheckThreadError(ErrCode: Integer); overload;
procedure CheckThreadError(Success: Boolean); overload;
procedure DoTerminate; virtual;
procedure Execute; virtual; abstract;
procedure Synchronize(Method: TThreadMethod); overload;
property ReturnValue: Integer read FReturnValue write FReturnValue;
property Terminated: Boolean read FTerminated;
public
constructor Create(CreateSuspended: Boolean);
destructor Destroy; override;
procedure AfterConstruction; override;
procedure Resume;
procedure Suspend;
procedure Terminate;
function WaitFor: LongWord;
class procedure Synchronize(AThread: TThread; AMethod: TThreadMethod); overload;
class procedure StaticSynchronize(AThread: TThread; AMethod: TThreadMethod);
property FatalException: TObject read FFatalException;
property FreeOnTerminate: Boolean read FFreeOnTerminate write FFreeOnTerminate;
property Handle: THandle read FHandle;
property Priority: TThreadPriority read GetPriority write SetPriority;
property Suspended: Boolean read FSuspended write SetSuspended;
property ThreadID: THandle read FThreadID;
property OnTerminate: TNotifyEvent read FOnTerminate write FOnTerminate;
end;
TThread類(lèi)在Delphi的RTL里算是比較簡(jiǎn)單的類(lèi),類(lèi)成員也不多,類(lèi)屬性都很簡(jiǎn)單明白,本文將只對(duì)幾個(gè)比較重要的類(lèi)
成員方法和唯一的事件:OnTerminate作詳細(xì)分析。
首先就是構(gòu)造函數(shù):
constructor TThread.Create(CreateSuspended: Boolean);
begin
inherited Create;
AddThread;
FSuspended := CreateSuspended;
FCreateSuspended := CreateSuspended;
FHandle := BeginThread(nil, 0, @ThreadProc, Pointer(Self), CREATE_SUSPENDED, FThreadID);
if FHandle = 0 then
raise EThread.CreateResFmt(@SThreadCreateError, [SysErrorMessage(GetLastError)]);
end;
雖然這個(gè)構(gòu)造函數(shù)沒(méi)有多少代碼,但卻可以算是最重要的一個(gè)成員,因?yàn)榫€(xiàn)程就是在這里被創(chuàng)建的。
在通過(guò)Inherited調(diào)用TObject.Create后,第一句就是調(diào)用一個(gè)過(guò)程:AddThread,其源碼如下:
procedure AddThread;
begin
InterlockedIncrement(ThreadCount);
end;
同樣有一個(gè)對(duì)應(yīng)的RemoveThread:
procedure RemoveThread;
begin
InterlockedDecrement(ThreadCount);
end;
它們的功能很簡(jiǎn)單,就是通過(guò)增減一個(gè)全局變量來(lái)統(tǒng)計(jì)進(jìn)程中的線(xiàn)程數(shù)。只是這里用于增減變量的并不是常用的
Inc/Dec過(guò)程,而是用了InterlockedIncrement/InterlockedDecrement這一對(duì)過(guò)程,它們實(shí)現(xiàn)的功能完全一樣,都是
對(duì)變量加一或減一。但它們有一個(gè)最大的區(qū)別,那就是InterlockedIncrement/InterlockedDecrement是線(xiàn)程安全的。
即它們?cè)诙嗑€(xiàn)程下能保證執(zhí)行結(jié)果正確,而Inc/Dec不能?;蛘甙床僮飨到y(tǒng)理論中的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō),這是一對(duì)“原語(yǔ)”操作。
以加一為例來(lái)說(shuō)明二者實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)上的不同:
一般來(lái)說(shuō),對(duì)內(nèi)存數(shù)據(jù)加一的操作分解以后有三個(gè)步驟:
1、 從內(nèi)存中讀出數(shù)據(jù)
2、 數(shù)據(jù)加一
3、 存入內(nèi)存
現(xiàn)在假設(shè)在一個(gè)兩個(gè)線(xiàn)程的應(yīng)用中用Inc進(jìn)行加一操作可能出現(xiàn)的一種情況:
1、 線(xiàn)程A從內(nèi)存中讀出數(shù)據(jù)(假設(shè)為3)
2、 線(xiàn)程B從內(nèi)存中讀出數(shù)據(jù)(也是3)
3、 線(xiàn)程A對(duì)數(shù)據(jù)加一(現(xiàn)在是4)
4、 線(xiàn)程B對(duì)數(shù)據(jù)加一(現(xiàn)在也是4)
5、 線(xiàn)程A將數(shù)據(jù)存入內(nèi)存(現(xiàn)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是4)
6、 線(xiàn)程B也將數(shù)據(jù)存入內(nèi)存(現(xiàn)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)還是4,但兩個(gè)線(xiàn)程都對(duì)它加了一,應(yīng)該是5才對(duì),所以這里出現(xiàn)了
錯(cuò)誤的結(jié)果)
而用InterlockIncrement過(guò)程則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樗^“原語(yǔ)”是一種不可中斷的操作,即操作系統(tǒng)能保證在一個(gè)
“原語(yǔ)”執(zhí)行完畢前不會(huì)進(jìn)行線(xiàn)程切換。所以在上面那個(gè)例子中,只有當(dāng)線(xiàn)程A執(zhí)行完將數(shù)據(jù)存入內(nèi)存后,線(xiàn)程B才可
以開(kāi)始從中取數(shù)并進(jìn)行加一操作,這樣就保證了即使是在多線(xiàn)程情況下,結(jié)果也一定會(huì)是正確的。
前面那個(gè)例子也說(shuō)明一種“線(xiàn)程訪問(wèn)沖突”的情況,這也就是為什么線(xiàn)程之間需要“同步”(Synchronize),關(guān)于這
個(gè),在后面說(shuō)到同步時(shí)還會(huì)再詳細(xì)討論。
說(shuō)到同步,有一個(gè)題外話(huà):加拿大滑鐵盧大學(xué)的教授李明曾就Synchronize一詞在“線(xiàn)程同步”中被譯作“同步”提出
過(guò)異議,個(gè)人認(rèn)為他說(shuō)的其實(shí)很有道理。在中文中“同步”的意思是“同時(shí)發(fā)生”,而“線(xiàn)程同步”目的就是避免這
種“同時(shí)發(fā)生”的事情。而在英文中,Synchronize的意思有兩個(gè):一個(gè)是傳統(tǒng)意義上的同步(To occur at the same
time),另一個(gè)是“協(xié)調(diào)一致”(To operate in unison)。在“線(xiàn)程同步”中的Synchronize一詞應(yīng)該是指后面一種
意思,即“保證多個(gè)線(xiàn)程在訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)時(shí),保持協(xié)調(diào)一致,避免出錯(cuò)”。不過(guò)像這樣譯得不準(zhǔn)的詞在IT業(yè)還有很多
,既然已經(jīng)是約定俗成了,本文也將繼續(xù)沿用,只是在這里說(shuō)明一下,因?yàn)檐浖_(kāi)發(fā)是一項(xiàng)細(xì)致的工作,該弄清楚的
,絕不能含糊。
扯遠(yuǎn)了,回到TThread的構(gòu)造函數(shù)上,接下來(lái)最重要就是這句了:
FHandle := BeginThread(nil, 0, @ThreadProc, Pointer(Self), CREATE_SUSPENDED, FThreadID);
這里就用到了前面說(shuō)到的Delphi RTL函數(shù)BeginThread,它有很多參數(shù),關(guān)鍵的是第三、四兩個(gè)參數(shù)。第三個(gè)參數(shù)就是
前面說(shuō)到的線(xiàn)程函數(shù),即在線(xiàn)程中執(zhí)行的代碼部分。第四個(gè)參數(shù)則是傳遞給線(xiàn)程函數(shù)的參數(shù),在這里就是創(chuàng)建的線(xiàn)程
對(duì)象(即Self)。其它的參數(shù)中,第五個(gè)是用于設(shè)置線(xiàn)程在創(chuàng)建后即掛起,不立即執(zhí)行(啟動(dòng)線(xiàn)程的工作是在
AfterConstruction中根據(jù)CreateSuspended標(biāo)志來(lái)決定的),第六個(gè)是返回線(xiàn)程ID。
現(xiàn)在來(lái)看TThread的核心:線(xiàn)程函數(shù)ThreadProc。有意思的是這個(gè)線(xiàn)程類(lèi)的核心卻不是線(xiàn)程的成員,而是一個(gè)全局函數(shù)
(因?yàn)锽eginThread過(guò)程的參數(shù)約定只能用全局函數(shù))。下面是它的代碼:
function ThreadProc(Thread: TThread): Integer;
var
FreeThread: Boolean;
begin
try
if not Thread.Terminated then
try
Thread.Execute;
except
Thread.FFatalException := AcquireExceptionObject;
end;
finally
FreeThread := Thread.FFreeOnTerminate;
Result := Thread.FReturnValue;
Thread.DoTerminate;
Thread.FFinished := True;
SignalSyncEvent;
if FreeThread then Thread.Free;
EndThread(Result);
end;
end;
雖然也沒(méi)有多少代碼,但卻是整個(gè)TThread中最重要的部分,因?yàn)檫@段代碼是真正在線(xiàn)程中執(zhí)行的代碼。下面對(duì)代碼作
逐行說(shuō)明:
首先判斷線(xiàn)程類(lèi)的Terminated標(biāo)志,如果未被標(biāo)志為終止,則調(diào)用線(xiàn)程類(lèi)的Execute方法執(zhí)行線(xiàn)程代碼,因?yàn)門(mén)Thread
是抽象類(lèi),Execute方法是抽象方法,所以本質(zhì)上是執(zhí)行派生類(lèi)中的Execute代碼。
所以說(shuō),Execute就是線(xiàn)程類(lèi)中的線(xiàn)程函數(shù),所有在Execute中的代碼都需要當(dāng)作線(xiàn)程代碼來(lái)考慮,如防止訪問(wèn)沖突等。
如果Execute發(fā)生異常,則通過(guò)AcquireExceptionObject取得異常對(duì)象,并存入線(xiàn)程類(lèi)的FFatalException成員中。
最后是線(xiàn)程結(jié)束前做的一些收尾工作。局部變量FreeThread記錄了線(xiàn)程類(lèi)的FreeOnTerminated屬性的設(shè)置,然后將線(xiàn)
程返回值設(shè)置為線(xiàn)程類(lèi)的返回值屬性的值。然后執(zhí)行線(xiàn)程類(lèi)的DoTerminate方法。
DoTerminate方法的代碼如下:
procedure TThread.DoTerminate;
begin
if Assigned(FOnTerminate) then Synchronize(CallOnTerminate);
end;
很簡(jiǎn)單,就是通過(guò)Synchronize來(lái)調(diào)用CallOnTerminate方法,而CallOnTerminate方法的代碼如下,就是簡(jiǎn)單地調(diào)用
OnTerminate事件:
procedure TThread.CallOnTerminate;
begin
if Assigned(FOnTerminate) then FOnTerminate(Self);
end;
因?yàn)镺nTerminate事件是在Synchronize中執(zhí)行的,所以本質(zhì)上它并不是線(xiàn)程代碼,而是主線(xiàn)程代碼(具體見(jiàn)后面對(duì)
Synchronize的分析)。
執(zhí)行完OnTerminate后,將線(xiàn)程類(lèi)的FFinished標(biāo)志設(shè)置為T(mén)rue。接下來(lái)執(zhí)行SignalSyncEvent過(guò)程,其代碼如下:
procedure SignalSyncEvent;
begin
SetEvent(SyncEvent);
end;
也很簡(jiǎn)單,就是設(shè)置一下一個(gè)全局Event:SyncEvent,關(guān)于Event的使用,本文將在后文詳述,而SyncEvent的用途將
在WaitFor過(guò)程中說(shuō)明。
然后根據(jù)FreeThread中保存的FreeOnTerminate設(shè)置決定是否釋放線(xiàn)程類(lèi),在線(xiàn)程類(lèi)釋放時(shí),還有一些些操作,詳見(jiàn)接
下來(lái)的析構(gòu)函數(shù)實(shí)現(xiàn)。
最后調(diào)用EndThread結(jié)束線(xiàn)程,返回線(xiàn)程返回值。至此,線(xiàn)程完全結(jié)束。
說(shuō)完構(gòu)造函數(shù),再來(lái)看析構(gòu)函數(shù):
destructor TThread.Destroy;
begin
if (FThreadID <> 0) and not FFinished then begin
Terminate;
if FCreateSuspended then
Resume;
WaitFor;
end;
if FHandle <> 0 then CloseHandle(FHandle);
inherited Destroy;
FFatalException.Free;
RemoveThread;
end;
在線(xiàn)程對(duì)象被釋放前,首先要檢查線(xiàn)程是否還在執(zhí)行中,如果線(xiàn)程還在執(zhí)行中(線(xiàn)程ID不為0,并且線(xiàn)程結(jié)束標(biāo)志未設(shè)
置),則調(diào)用Terminate過(guò)程結(jié)束線(xiàn)程。Terminate過(guò)程只是簡(jiǎn)單地設(shè)置線(xiàn)程類(lèi)的Terminated標(biāo)志,如下面的代碼:
procedure TThread.Terminate;
begin
FTerminated := True;
end;
所以線(xiàn)程仍然必須繼續(xù)執(zhí)行到正常結(jié)束后才行,而不是立即終止線(xiàn)程,這一點(diǎn)要注意。
在這里說(shuō)一點(diǎn)題外話(huà):很多人都問(wèn)過(guò)我,如何才能“立即”終止線(xiàn)程(當(dāng)然是指用TThread創(chuàng)建的線(xiàn)程)。結(jié)果當(dāng)然是
不行!終止線(xiàn)程的唯一辦法就是讓Execute方法執(zhí)行完畢,所以一般來(lái)說(shuō),要讓你的線(xiàn)程能夠盡快終止,必須在
Execute方法中在較短的時(shí)間內(nèi)不斷地檢查T(mén)erminated標(biāo)志,以便能及時(shí)地退出。這是設(shè)計(jì)線(xiàn)程代碼的一個(gè)很重要的原
則!
當(dāng)然如果你一定要能“立即”退出線(xiàn)程,那么TThread類(lèi)不是一個(gè)好的選擇,因?yàn)槿绻肁PI強(qiáng)制終止線(xiàn)程的話(huà),最終
會(huì)導(dǎo)致TThread線(xiàn)程對(duì)象不能被正確釋放,在對(duì)象析構(gòu)時(shí)出現(xiàn)Access Violation。這種情況你只能用API或RTL函數(shù)來(lái)創(chuàng)
建線(xiàn)程。
如果線(xiàn)程處于啟動(dòng)掛起狀態(tài),則將線(xiàn)程轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài),然后調(diào)用WaitFor進(jìn)行等待,其功能就是等待到線(xiàn)程結(jié)束后才繼
續(xù)向下執(zhí)行。關(guān)于WaitFor的實(shí)現(xiàn),將放到后面說(shuō)明。
線(xiàn)程結(jié)束后,關(guān)閉線(xiàn)程Handle(正常線(xiàn)程創(chuàng)建的情況下Handle都是存在的),釋放操作系統(tǒng)創(chuàng)建的線(xiàn)程對(duì)象。
然后調(diào)用TObject.Destroy釋放本對(duì)象,并釋放已經(jīng)捕獲的異常對(duì)象,最后調(diào)用RemoveThread減小進(jìn)程的線(xiàn)程數(shù)。
其它關(guān)于Suspend/Resume及線(xiàn)程優(yōu)先級(jí)設(shè)置等方面,不是本文的重點(diǎn),不再贅述。下面要討論的是本文的另兩個(gè)重點(diǎn)
:Synchronize和WaitFor。
但是在介紹這兩個(gè)函數(shù)之前,需要先介紹另外兩個(gè)線(xiàn)程同步技術(shù):事件和臨界區(qū)。
事件(Event)與Delphi中的事件有所不同。從本質(zhì)上說(shuō),Event其實(shí)相當(dāng)于一個(gè)全局的布爾變量。它有兩個(gè)賦值操作
:Set和Reset,相當(dāng)于把它設(shè)置為T(mén)rue或False。而檢查它的值是通過(guò)WaitFor操作進(jìn)行。對(duì)應(yīng)在Windows平臺(tái)上,是三
個(gè)API函數(shù):SetEvent、ResetEvent、WaitForSingleObject(實(shí)現(xiàn)WaitFor功能的API還有幾個(gè),這是最簡(jiǎn)單的一個(gè))。
這三個(gè)都是原語(yǔ),所以Event可以實(shí)現(xiàn)一般布爾變量不能實(shí)現(xiàn)的在多線(xiàn)程中的應(yīng)用。Set和Reset的功能前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)了
,現(xiàn)在來(lái)說(shuō)一下WaitFor的功能:
WaitFor的功能是檢查Event的狀態(tài)是否是Set狀態(tài)(相當(dāng)于True),如果是則立即返回,如果不是,則等待它變?yōu)镾et
狀態(tài),在等待期間,調(diào)用WaitFor的線(xiàn)程處于掛起狀態(tài)。另外WaitFor有一個(gè)參數(shù)用于超時(shí)設(shè)置,如果此參數(shù)為0,則不
等待,立即返回Event的狀態(tài),如果是INFINITE則無(wú)限等待,直到Set狀態(tài)發(fā)生,若是一個(gè)有限的數(shù)值,則等待相應(yīng)的
毫秒數(shù)后返回Event的狀態(tài)。
當(dāng)Event從Reset狀態(tài)向Set狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí),喚醒其它由于WaitFor這個(gè)Event而掛起的線(xiàn)程,這就是它為什么叫Event的原
因。所謂“事件”就是指“狀態(tài)的轉(zhuǎn)換”。通過(guò)Event可以在線(xiàn)程間傳遞這種“狀態(tài)轉(zhuǎn)換”信息。
當(dāng)然用一個(gè)受保護(hù)(見(jiàn)下面的臨界區(qū)介紹)的布爾變量也能實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的功能,只要用一個(gè)循環(huán)檢查此布爾值的代碼來(lái)
代替WaitFor即可。從功能上說(shuō)完全沒(méi)有問(wèn)題,但實(shí)際使用中就會(huì)發(fā)現(xiàn),這樣的等待會(huì)占用大量的CPU資源,降低系統(tǒng)
性能,影響到別的線(xiàn)程的執(zhí)行速度,所以是不經(jīng)濟(jì)的,有的時(shí)候甚至可能會(huì)有問(wèn)題。所以不建議這樣用。
臨界區(qū)(CriticalSection)則是一項(xiàng)共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)保護(hù)的技術(shù)。它其實(shí)也是相當(dāng)于一個(gè)全局的布爾變量。但對(duì)它的操
作有所不同,它只有兩個(gè)操作:Enter和Leave,同樣可以把它的兩個(gè)狀態(tài)當(dāng)作True和False,分別表示現(xiàn)在是否處于臨
界區(qū)中。這兩個(gè)操作也是原語(yǔ),所以它可以用于在多線(xiàn)程應(yīng)用中保護(hù)共享數(shù)據(jù),防止訪問(wèn)沖突。
用臨界區(qū)保護(hù)共享數(shù)據(jù)的方法很簡(jiǎn)單:在每次要訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)之前調(diào)用Enter設(shè)置進(jìn)入臨界區(qū)標(biāo)志,然后再操作數(shù)據(jù),
最后調(diào)用Leave離開(kāi)臨界區(qū)。它的保護(hù)原理是這樣的:當(dāng)一個(gè)線(xiàn)程進(jìn)入臨界區(qū)后,如果此時(shí)另一個(gè)線(xiàn)程也要訪問(wèn)這個(gè)數(shù)
據(jù),則它會(huì)在調(diào)用Enter時(shí),發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有線(xiàn)程進(jìn)入臨界區(qū),然后此線(xiàn)程就會(huì)被掛起,等待當(dāng)前在臨界區(qū)的線(xiàn)程調(diào)用
Leave離開(kāi)臨界區(qū),當(dāng)另一個(gè)線(xiàn)程完成操作,調(diào)用Leave離開(kāi)后,此線(xiàn)程就會(huì)被喚醒,并設(shè)置臨界區(qū)標(biāo)志,開(kāi)始操作數(shù)
據(jù),這樣就防止了訪問(wèn)沖突。
以前面那個(gè)InterlockedIncrement為例,我們用CriticalSection(Windows API)來(lái)實(shí)現(xiàn)它:
Var
InterlockedCrit : TRTLCriticalSection;
Procedure InterlockedIncrement( var aValue : Integer );
Begin
EnterCriticalSection( InterlockedCrit );
Inc( aValue );
LeaveCriticalSection( InterlockedCrit );
End;
現(xiàn)在再來(lái)看前面那個(gè)例子:
1. 線(xiàn)程A進(jìn)入臨界區(qū)(假設(shè)數(shù)據(jù)為3)
2. 線(xiàn)程B進(jìn)入臨界區(qū),因?yàn)锳已經(jīng)在臨界區(qū)中,所以B被掛起
3. 線(xiàn)程A對(duì)數(shù)據(jù)加一(現(xiàn)在是4)
4. 線(xiàn)程A離開(kāi)臨界區(qū),喚醒線(xiàn)程B(現(xiàn)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是4)
5. 線(xiàn)程B被喚醒,對(duì)數(shù)據(jù)加一(現(xiàn)在就是5了)
6. 線(xiàn)程B離開(kāi)臨界區(qū),現(xiàn)在的數(shù)據(jù)就是正確的了。
臨界區(qū)就是這樣保護(hù)共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)。
關(guān)于臨界區(qū)的使用,有一點(diǎn)要注意:即數(shù)據(jù)訪問(wèn)時(shí)的異常情況處理。因?yàn)槿绻跀?shù)據(jù)操作時(shí)發(fā)生異常,將導(dǎo)致Leave操
作沒(méi)有被執(zhí)行,結(jié)果將使本應(yīng)被喚醒的線(xiàn)程未被喚醒,可能造成程序的沒(méi)有響應(yīng)。所以一般來(lái)說(shuō),如下面這樣使用臨
界區(qū)才是正確的做法:
EnterCriticalSection
Try
// 操作臨界區(qū)數(shù)據(jù)
Finally
LeaveCriticalSection
End;
最后要說(shuō)明的是,Event和CriticalSection都是操作系統(tǒng)資源,使用前都需要?jiǎng)?chuàng)建,使用完后也同樣需要釋放。如
TThread類(lèi)用到的一個(gè)全局Event:SyncEvent和全局CriticalSection:TheadLock,都是在
InitThreadSynchronization和DoneThreadSynchronization中進(jìn)行創(chuàng)建和釋放的,而它們則是在Classes單元的
Initialization和Finalization中被調(diào)用的。
由于在TThread中都是用API來(lái)操作Event和CriticalSection的,所以前面都是以API為例,其實(shí)Delphi已經(jīng)提供了對(duì)它
們的封裝,在SyncObjs單元中,分別是TEvent類(lèi)和TCriticalSection類(lèi)。用法也與前面用API的方法相差無(wú)幾。因?yàn)?nbsp;
TEvent的構(gòu)造函數(shù)參數(shù)過(guò)多,為了簡(jiǎn)單起見(jiàn),Delphi還提供了一個(gè)用默認(rèn)參數(shù)初始化的Event類(lèi):TSimpleEvent。
順便再介紹一下另一個(gè)用于線(xiàn)程同步的類(lèi):TMultiReadExclusiveWriteSynchronizer,它是在SysUtils單元中定義的
。據(jù)我所知,這是Delphi RTL中定義的最長(zhǎng)的一個(gè)類(lèi)名,還好它有一個(gè)短的別名:TMREWSync。至于它的用處,我想光
看名字就可以知道了,我也就不多說(shuō)了。
有了前面對(duì)Event和CriticalSection的準(zhǔn)備知識(shí),可以正式開(kāi)始討論Synchronize和WaitFor了。
我們知道,Synchronize是通過(guò)將部分代碼放到主線(xiàn)程中執(zhí)行來(lái)實(shí)現(xiàn)線(xiàn)程同步的,因?yàn)樵谝粋€(gè)進(jìn)程中,只有一個(gè)主線(xiàn)程
。先來(lái)看看Synchronize的實(shí)現(xiàn):
procedure TThread.Synchronize(Method: TThreadMethod);
begin
FSynchronize.FThread := Self;
FSynchronize.FSynchronizeException := nil;
FSynchronize.FMethod := Method;
Synchronize(@FSynchronize);
end;
其中FSynchronize是一個(gè)記錄類(lèi)型:
PSynchronizeRecord = ^TSynchronizeRecord;
TSynchronizeRecord = record
FThread: TObject;
FMethod: TThreadMethod;
FSynchronizeException: TObject;
end;
用于進(jìn)行線(xiàn)程和主線(xiàn)程之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,包括傳入線(xiàn)程類(lèi)對(duì)象,同步方法及發(fā)生的異常。
在Synchronize中調(diào)用了它的一個(gè)重載版本,而且這個(gè)重載版本比較特別,它是一個(gè)“類(lèi)方法”。所謂類(lèi)方法,是一種
特殊的類(lèi)成員方法,它的調(diào)用并不需要?jiǎng)?chuàng)建類(lèi)實(shí)例,而是像構(gòu)造函數(shù)那樣,通過(guò)類(lèi)名調(diào)用。之所以會(huì)用類(lèi)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)
它,是因?yàn)闉榱丝梢栽诰€(xiàn)程對(duì)象沒(méi)有創(chuàng)建時(shí)也能調(diào)用它。不過(guò)實(shí)際中是用它的另一個(gè)重載版本(也是類(lèi)方法)和另一
個(gè)類(lèi)方法StaticSynchronize。下面是這個(gè)Synchronize的代碼:
class procedure TThread.Synchronize(ASyncRec: PSynchronizeRecord);
var
SyncProc: TSyncProc;
begin
if GetCurrentThreadID = MainThreadID then
ASyncRec.FMethod
else begin
SyncProc.Signal := CreateEvent(nil, True, False, nil);
try
EnterCriticalSection(ThreadLock);
try
if SyncList = nil then
SyncList := TList.Create;
SyncProc.SyncRec := ASyncRec;
SyncList.Add(@SyncProc);
SignalSyncEvent;
if Assigned(WakeMainThread) then
WakeMainThread(SyncProc.SyncRec.FThread);
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
try
WaitForSingleObject(SyncProc.Signal, INFINITE);
finally
EnterCriticalSection(ThreadLock);
end;
finally
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
end;
finally
CloseHandle(SyncProc.Signal);
end;
if Assigned(ASyncRec.FSynchronizeException) then
raise ASyncRec.FSynchronizeException;
end;
end;
這段代碼略多一些,不過(guò)也不算太復(fù)雜。
首先是判斷當(dāng)前線(xiàn)程是否是主線(xiàn)程,如果是,則簡(jiǎn)單地執(zhí)行同步方法后返回。
如果不是主線(xiàn)程,則準(zhǔn)備開(kāi)始同步過(guò)程。
通過(guò)局部變量SyncProc記錄線(xiàn)程交換數(shù)據(jù)(參數(shù))和一個(gè)Event Handle,其記錄結(jié)構(gòu)如下:
TSyncProc = record
SyncRec: PSynchronizeRecord;
Signal: THandle;
end;
然后創(chuàng)建一個(gè)Event,接著進(jìn)入臨界區(qū)(通過(guò)全局變量ThreadLock進(jìn)行,因?yàn)橥瑫r(shí)只能有一個(gè)線(xiàn)程進(jìn)入Synchronize狀
態(tài),所以可以用全局變量記錄),然后就是把這個(gè)記錄數(shù)據(jù)存入SyncList這個(gè)列表中(如果這個(gè)列表不存在的話(huà),則
創(chuàng)建它)??梢?jiàn)ThreadLock這個(gè)臨界區(qū)就是為了保護(hù)對(duì)SyncList的訪問(wèn),這一點(diǎn)在后面介紹CheckSynchronize時(shí)會(huì)再
次看到。
再接下就是調(diào)用SignalSyncEvent,其代碼在前面介紹TThread的構(gòu)造函數(shù)時(shí)已經(jīng)介紹過(guò)了,它的功能就是簡(jiǎn)單地將
SyncEvent作一個(gè)Set的操作。關(guān)于這個(gè)SyncEvent的用途,將在后面介紹WaitFor時(shí)再詳述。
接下來(lái)就是最主要的部分了:調(diào)用WakeMainThread事件進(jìn)行同步操作。WakeMainThread是一個(gè)TNotifyEvent類(lèi)型的全
局事件。這里之所以要用事件進(jìn)行處理,是因?yàn)镾ynchronize方法本質(zhì)上是通過(guò)消息,將需要同步的過(guò)程放到主線(xiàn)程中
執(zhí)行,如果在一些沒(méi)有消息循環(huán)的應(yīng)用中(如Console或DLL)是無(wú)法使用的,所以要使用這個(gè)事件進(jìn)行處理。
而響應(yīng)這個(gè)事件的是Application對(duì)象,下面兩個(gè)方法分別用于設(shè)置和清空WakeMainThread事件的響應(yīng)(來(lái)自Forms單元):
procedure TApplication.HookSynchronizeWakeup;
begin
Classes.WakeMainThread := WakeMainThread;
end;
procedure TApplication.UnhookSynchronizeWakeup;
begin
Classes.WakeMainThread := nil;
end;
上面兩個(gè)方法分別是在TApplication類(lèi)的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)中被調(diào)用。
這就是在Application對(duì)象中WakeMainThread事件響應(yīng)的代碼,消息就是在這里被發(fā)出的,它利用了一個(gè)空消息來(lái)實(shí)現(xiàn):
procedure TApplication.WakeMainThread(Sender: TObject);
begin
PostMessage(Handle, WM_NULL, 0, 0);
end;
而這個(gè)消息的響應(yīng)也是在Application對(duì)象中,見(jiàn)下面的代碼(刪除無(wú)關(guān)的部分):
procedure TApplication.WndProc(var Message: TMessage);
…
begin
try
…
with Message do
case Msg of
…
WM_NULL:
CheckSynchronize;
…
except
HandleException(Self);
end;
end;
其中的CheckSynchronize也是定義在Classes單元中的,由于它比較復(fù)雜,暫時(shí)不詳細(xì)說(shuō)明,只要知道它是具體處理
Synchronize功能的部分就好,現(xiàn)在繼續(xù)分析Synchronize的代碼。
在執(zhí)行完WakeMainThread事件后,就退出臨界區(qū),然后調(diào)用WaitForSingleObject開(kāi)始等待在進(jìn)入臨界區(qū)前創(chuàng)建的那個(gè)
Event。這個(gè)Event的功能是等待這個(gè)同步方法的執(zhí)行結(jié)束,關(guān)于這點(diǎn),在后面分析CheckSynchronize時(shí)會(huì)再說(shuō)明。
注意在WaitForSingleObject之后又重新進(jìn)入臨界區(qū),但沒(méi)有做任何事就退出了,似乎沒(méi)有意義,但這是必須的!
因?yàn)榕R界區(qū)的Enter和Leave必須嚴(yán)格的一一對(duì)應(yīng)。那么是否可以改成這樣呢:
if Assigned(WakeMainThread) then
WakeMainThread(SyncProc.SyncRec.FThread);
WaitForSingleObject(SyncProc.Signal, INFINITE);
finally
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
end;
上面的代碼和原來(lái)的代碼最大的區(qū)別在于把WaitForSingleObject也納入臨界區(qū)的限制中了。看上去沒(méi)什么影響,還使
代碼大大簡(jiǎn)化了,但真的可以嗎?
事實(shí)上是不行!
因?yàn)槲覀冎?,在Enter臨界區(qū)后,如果別的線(xiàn)程要再進(jìn)入,則會(huì)被掛起。而WaitFor方法則會(huì)掛起當(dāng)前線(xiàn)程,直到等
待別的線(xiàn)程SetEvent后才會(huì)被喚醒。如果改成上面那樣的代碼的話(huà),如果那個(gè)SetEvent的線(xiàn)程也需要進(jìn)入臨界區(qū)的話(huà)
,死鎖(Deadlock)就發(fā)生了(關(guān)于死鎖的理論,請(qǐng)自行參考操作系統(tǒng)原理方面的資料)。
死鎖是線(xiàn)程同步中最需要注意的方面之一!
最后釋放開(kāi)始時(shí)創(chuàng)建的Event,如果被同步的方法返回異常的話(huà),還會(huì)在這里再次拋出異常。
回到前面CheckSynchronize,見(jiàn)下面的代碼:
function CheckSynchronize(Timeout: Integer = 0): Boolean;
var
SyncProc: PSyncProc;
LocalSyncList: TList;
begin
if GetCurrentThreadID <> MainThreadID then
raise EThread.CreateResFmt(@SCheckSynchronizeError, [GetCurrentThreadID]);
if Timeout > 0 then
WaitForSyncEvent(Timeout)
else
ResetSyncEvent;
LocalSyncList := nil;
EnterCriticalSection(ThreadLock);
try
Integer(LocalSyncList) := InterlockedExchange(Integer(SyncList), Integer(LocalSyncList));
try
Result := (LocalSyncList <> nil) and (LocalSyncList.Count > 0);
if Result then begin
while LocalSyncList.Count > 0 do begin
SyncProc := LocalSyncList[0];
LocalSyncList.Delete(0);
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
try
try
SyncProc.SyncRec.FMethod;
except
SyncProc.SyncRec.FSynchronizeException := AcquireExceptionObject;
end;
finally
EnterCriticalSection(ThreadLock);
end;
SetEvent(SyncProc.signal);
end;
end;
finally
LocalSyncList.Free;
end;
finally
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
end;
end;
首先,這個(gè)方法必須在主線(xiàn)程中被調(diào)用(如前面通過(guò)消息傳遞到主線(xiàn)程),否則就拋出異常。
接下來(lái)調(diào)用ResetSyncEvent(它與前面SetSyncEvent對(duì)應(yīng)的,之所以不考慮WaitForSyncEvent的情況,是因?yàn)橹挥性?nbsp;
Linux版下才會(huì)調(diào)用帶參數(shù)的CheckSynchronize,Windows版下都是調(diào)用默認(rèn)參數(shù)0的CheckSynchronize)。
現(xiàn)在可以看出SyncList的用途了:它是用于記錄所有未被執(zhí)行的同步方法的。因?yàn)橹骶€(xiàn)程只有一個(gè),而子線(xiàn)程可能有
很多個(gè),當(dāng)多個(gè)子線(xiàn)程同時(shí)調(diào)用同步方法時(shí),主線(xiàn)程可能一時(shí)無(wú)法處理,所以需要一個(gè)列表來(lái)記錄它們。
在這里用一個(gè)局部變量LocalSyncList來(lái)交換SyncList,這里用的也是一個(gè)原語(yǔ):InterlockedExchange。同樣,這里
也是用臨界區(qū)將對(duì)SyncList的訪問(wèn)保護(hù)起來(lái)。
只要LocalSyncList不為空,則通過(guò)一個(gè)循環(huán)來(lái)依次處理累積的所有同步方法調(diào)用。最后把處理完的LocalSyncList釋
放掉,退出臨界區(qū)。
再來(lái)看對(duì)同步方法的處理:首先是從列表中移出(取出并從列表中刪除)第一個(gè)同步方法調(diào)用數(shù)據(jù)。然后退出臨界區(qū)
(原因當(dāng)然也是為了防止死鎖)。
接著就是真正的調(diào)用同步方法了。
如果同步方法中出現(xiàn)異常,將被捕獲后存入同步方法數(shù)據(jù)記錄中。
重新進(jìn)入臨界區(qū)后,調(diào)用SetEvent通知調(diào)用線(xiàn)程,同步方法執(zhí)行完成了(詳見(jiàn)前面Synchronize中的
WaitForSingleObject調(diào)用)。
至此,整個(gè)Synchronize的實(shí)現(xiàn)介紹完成。
最后來(lái)說(shuō)一下WaitFor,它的功能就是等待線(xiàn)程執(zhí)行結(jié)束。其代碼如下:
function TThread.WaitFor: LongWord;
var
H: array[0..1] of THandle;
WaitResult: Cardinal;
Msg: TMsg;
begin
H[0] := FHandle;
if GetCurrentThreadID = MainThreadID then begin
WaitResult := 0;
H[1] := SyncEvent;
repeat
{ This prevents a potential deadlock if the background thread does a SendMessage to the foreground thread }
if WaitResult = WAIT_OBJECT_0 + 2 then
PeekMessage(Msg, 0, 0, 0, PM_NOREMOVE);
WaitResult := MsgWaitForMultipleObjects(2, H, False, 1000, QS_SENDMESSAGE);
CheckThreadError(WaitResult <> WAIT_FAILED);
if WaitResult = WAIT_OBJECT_0 + 1 then
CheckSynchronize;
until WaitResult = WAIT_OBJECT_0;
end else
WaitForSingleObject(H[0], INFINITE);
CheckThreadError(GetExitCodeThread(H[0], Result));
end;
如果不是在主線(xiàn)程中執(zhí)行WaitFor的話(huà),很簡(jiǎn)單,只要調(diào)用WaitForSingleObject等待此線(xiàn)程的Handle為Signaled狀態(tài)
即可。
如果是在主線(xiàn)程中執(zhí)行WaitFor則比較麻煩。首先要在Handle數(shù)組中增加一個(gè)SyncEvent,然后循環(huán)等待,直到線(xiàn)程結(jié)
束(即MsgWaitForMultipleObjects返回WAIT_OBJECT_0,詳見(jiàn)MSDN中關(guān)于此API的說(shuō)明)。
在循環(huán)等待中作如下處理:如果有消息發(fā)生,則通過(guò)PeekMessage取出此消息(但并不把它從消息循環(huán)中移除),然后
調(diào)用MsgWaitForMultipleObjects來(lái)等待線(xiàn)程Handle或SyncEvent出現(xiàn)Signaled狀態(tài),同時(shí)監(jiān)聽(tīng)消息(QS_SENDMESSAGE
參數(shù),詳見(jiàn)MSDN中關(guān)于此API的說(shuō)明)??梢园汛薃PI當(dāng)作一個(gè)可以同時(shí)等待多個(gè)Handle的WaitForSingleObject。如果
是SyncEvent被SetEvent(返回WAIT_OBJECT_0 + 1),則調(diào)用CheckSynchronize處理同步方法。
為什么在主線(xiàn)程中調(diào)用WaitFor必須用MsgWaitForMultipleObjects,而不能用WaitForSingleObject等待線(xiàn)程結(jié)束呢?
因?yàn)榉乐顾梨i。由于在線(xiàn)程函數(shù)Execute中可能調(diào)用Synchronize處理同步方法,而同步方法是在主線(xiàn)程中執(zhí)行的,如
果用WaitForSingleObject等待的話(huà),則主線(xiàn)程在這里被掛起,同步方法無(wú)法執(zhí)行,導(dǎo)致線(xiàn)程也被掛起,于是發(fā)生死鎖。
而改用WaitForMultipleObjects則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題。首先,它的第三個(gè)參數(shù)為False,表示只要線(xiàn)程Handle或SyncEvent
中只要有一個(gè)Signaled即可使主線(xiàn)程被喚醒,至于加上QS_SENDMESSAGE是因?yàn)镾ynchronize是通過(guò)消息傳到主線(xiàn)程來(lái)的
,所以還要防止消息被阻塞。這樣,當(dāng)線(xiàn)程中調(diào)用Synchronize時(shí),主線(xiàn)程就會(huì)被喚醒并處理同步調(diào)用,在調(diào)用完成后
繼續(xù)進(jìn)入掛起等待狀態(tài),直到線(xiàn)程結(jié)束。
至此,對(duì)線(xiàn)程類(lèi)TThread的分析可以告一個(gè)段落了,對(duì)前面的分析作一個(gè)總結(jié):
1、 線(xiàn)程類(lèi)的線(xiàn)程必須按正常的方式結(jié)束,即Execute執(zhí)行結(jié)束,所以在其中的代碼中必須在適當(dāng)?shù)牡胤郊尤胱銐蚨?nbsp;
的對(duì)Terminated標(biāo)志的判斷,并及時(shí)退出。如果必須要“立即”退出,則不能使用線(xiàn)程類(lèi),而要改用API或RTL函數(shù)。
2、 對(duì)可視VCL的訪問(wèn)要放在Synchronize中,通過(guò)消息傳遞到主線(xiàn)程中,由主線(xiàn)程處理。
3、 線(xiàn)程共享數(shù)據(jù)的訪問(wèn)應(yīng)該用臨界區(qū)進(jìn)行保護(hù)(當(dāng)然用Synchronize也行)。
4、 線(xiàn)程通信可以采用Event進(jìn)行(當(dāng)然也可以用Suspend/Resume)。
5、 當(dāng)在多線(xiàn)程應(yīng)用中使用多種線(xiàn)程同步方式時(shí),一定要小心防止出現(xiàn)死鎖
---------------------以下是實(shí)例--------------------
窗體單元:
unit main;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs,myThread, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Label1: TLabel;
Button1: TButton;
Button2: TButton;
Button3: TButton;
Label2: TLabel;
Label3: TLabel;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
procedure Button3Click(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
private
procedure TThreadFinsh(Sender:TObject);
public
{ Public declarations }
end;
var
Form1: TForm1;
t1,t2,t3:TThread;
implementation
{$R *.dfm}
procedure TForm1.TThreadFinsh(Sender:TObject);
begin
ShowMessage('一個(gè)線(xiàn)程完畢!');
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
if Button1.Caption='開(kāi)始1' then
begin
Button1.Caption:='關(guān)閉';
t1.Resume;
end
else
begin
Button1.Caption:='開(kāi)始1';
t1.Suspend;
end;
end;
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
if Button2.Caption='開(kāi)始2' then
begin
Button2.Caption:='關(guān)閉';
t2.Resume;
end
else
begin
Button2.Caption:='開(kāi)始2';
t2.Suspend;
end;
end;
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
begin
if Button3.Caption='開(kāi)始3' then
begin
Button3.Caption:='關(guān)閉';
t3.Resume;
end
else
begin
Button3.Caption:='開(kāi)始3';
t3.Suspend;
end;
end;
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
t1:=TmyThread1.Create(Label1,10);
t1.OnTerminate:=TThreadFinsh;
t2:=TmyThread2.Create(Label2,20);
t2.OnTerminate:=TThreadFinsh;
t3:=TmyThread3.Create(Label3,30);
t3.OnTerminate:=TThreadFinsh;
end;
end.
線(xiàn)程單元:
unit myThread;
interface
uses
Classes,Windows,SysUtils,Forms,StdCtrls;
type
TTestThread = class(TThread)
private
FLabel:TLabel;
FSleepDec:Integer;
protected
procedure Execute; override;
public
constructor Create(lbl:TLabel;sleepSec:Integer);
end;
TmyThread1=class(TTestThread) end;
TmyThread2=class(TTestThread) end;
TmyThread3=class(TTestThread) end;
implementation
uses main;
{ TTestThread }
constructor TTestThread.Create(lbl:TLabel;sleepSec:Integer); //參數(shù)傳遞
begin
FLabel:=lbl;
FSleepDec:=sleepSec;
FreeOnTerminate:=True; //讓線(xiàn)程終止是觸發(fā)OnTerminate事件
inherited Create(True);//不立即執(zhí)行,只有調(diào)用resume才開(kāi)始
end;
procedure TTestThread.Execute;
var
i:Integer;
begin
for i:=0 to 1000 do
begin
if terminated then Break;
FLabel.Caption:=IntToStr(i);
Sleep(FSleepDec);
end;
end;
end.
本文來(lái)自CSDN博客,轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明出處:http://blog.csdn.net/cui55/archive/2008/07/09/2629248.aspx
-----------------------------另一個(gè)--------------------------------------------
Delphi的TThread類(lèi) 收藏
我們常有工作線(xiàn)程和主線(xiàn)程之分,工作線(xiàn)程負(fù)責(zé)作一些后臺(tái)操作,比如接收郵件;主線(xiàn)程負(fù)責(zé)界面上的一些顯示。工作線(xiàn)程的好處在某些時(shí)候是不言而喻的,你的主界面可以響應(yīng)任何操作,而背后的線(xiàn)程卻在默默地工作。
VCL中,工作線(xiàn)程執(zhí)行在Execute方法中,你必須從TThread繼承一個(gè)類(lèi)并覆蓋Execute方法,在這個(gè)方法中,所有代碼都是在另一個(gè) 線(xiàn)程中執(zhí)行的,除此之外,你的線(xiàn)程類(lèi)的其他方法都在主線(xiàn)程執(zhí)行,包括構(gòu)造方法,析構(gòu)方法,Resume等,很多人常常忽略了這一點(diǎn)。 最簡(jiǎn)單的一個(gè)線(xiàn)程類(lèi)如下:
TMyThread = class(TThread)
protected
procedure Execute; override;
end;
在Execute中的代碼,有一個(gè)技術(shù)要點(diǎn),如果你的代碼執(zhí)行時(shí)間很短,像這樣,Sleep(1000),那沒(méi)有關(guān)系;如果是這樣Sleep (10000),10秒,那么你就不能直接這樣寫(xiě)了,須把這10秒拆分成10個(gè)1秒,然后判斷Terminated屬性,像下面這樣:
procedure TMyThread.Execute;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 9 do
if not Terminated then
Sleep(1000)
else
Break;
end;
這樣寫(xiě)有什么好處呢,想想你要關(guān)閉程序,在關(guān)閉的時(shí)候調(diào)用MyThread.Free,這個(gè)時(shí)候線(xiàn)程并沒(méi)有馬上結(jié)束,它調(diào)用WaitFor,等待 Execute執(zhí)行完后才能釋放。你的程序就必須等10秒以后才能關(guān)閉,受得了嗎。如果像上面那樣寫(xiě),在程序關(guān)閉時(shí),調(diào)用Free之后,它頂多再等一秒就 會(huì)關(guān)閉。為什么?答案得去線(xiàn)程類(lèi)的Destroy中找,它會(huì)先調(diào)用Terminate方法,在這個(gè)方法里面它把Terminated設(shè)為T(mén)rue(僅此而 已,很多人以為是結(jié)束線(xiàn)程,其實(shí)不是)。請(qǐng)記住這一切是在主線(xiàn)程中操作的,所以和Execute是并行執(zhí)行的。既然Terminated屬性已為 Ture,那么在Execute中判斷之后,當(dāng)然就Break了,Execute執(zhí)行完畢,線(xiàn)程類(lèi)也正常釋放。
或者有人說(shuō),TThread可以設(shè)FreeOnTerminate屬性為T(mén)rue,線(xiàn)程類(lèi)就能自動(dòng)釋放。除非你的線(xiàn)程執(zhí)行的任務(wù)很簡(jiǎn)單,不然,還是不要去理會(huì)這個(gè)屬性,一切由你來(lái)操作,才能使線(xiàn)程更靈活強(qiáng)大。
接下來(lái)的問(wèn)題是如何使工作線(xiàn)程和主線(xiàn)程很好的通信,很多時(shí)候主線(xiàn)程必須得到工作線(xiàn)程的通知,才能做出響應(yīng)。比如接收郵件,工作線(xiàn)程向服務(wù)器收取郵件,收取完畢之后,它得通知主線(xiàn)程收到多少封郵件,主線(xiàn)程才能彈出一個(gè)窗口通知用戶(hù)。
在VCL中,我們可以用兩種方法,一種是向主線(xiàn)程中的窗體發(fā)送消息,另一種是使用異步事件。第一種方法其實(shí)沒(méi)有第二種來(lái)得方便。想想線(xiàn)程類(lèi)中的OnTerminate事件,這個(gè)事件由線(xiàn)程函數(shù)的堆棧引起,卻在主線(xiàn)程執(zhí)行。
事實(shí)上,真正的線(xiàn)程函數(shù)是這個(gè):
function ThreadProc(Thread: TThread): Integer;
函數(shù)里面有Thread.Execute,這就是為什么Execute是在其他線(xiàn)程中執(zhí)行,該方法執(zhí)行之后,有如下句:
Thread.DoTerminate;
而線(xiàn)程類(lèi)的DoTerminate方法里面是
if Assigned(FOnTerminate) then Synchronize(CallOnTerminate);
顯然Synchronize方法使得CallOnTerminate在主線(xiàn)程中執(zhí)行,而CallOnTerminate里面的代碼其實(shí)就是:
if Assigned(FOnTerminate) then FOnTerminate(Self);
只要Execute方法一執(zhí)行完就發(fā)生OnTerminate事件。不過(guò)有一點(diǎn)是必須注意,OnTerminate事件發(fā)生后,線(xiàn)程類(lèi)不一定會(huì)釋 放,只有在FreeOnTerminate為T(mén)rue之后,才會(huì)Thread.Free??匆幌耇hreadProc函數(shù)就知道。
依照Onterminate事件,我們可以設(shè)計(jì)自己的異步事件。
Synchronize方法只能傳進(jìn)一個(gè)無(wú)參數(shù)的方法類(lèi)型,但我們的事件經(jīng)常是要帶一些參數(shù)的,這個(gè)稍加思考就可以得到解決,即在線(xiàn)程類(lèi)中保存參數(shù),觸發(fā)事件前先設(shè)置參數(shù),再調(diào)用異步事件,參數(shù)復(fù)雜的可以用記錄或者類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
假設(shè)這樣,上面的代碼每睡一秒,線(xiàn)程即向外面引發(fā)一次事件,我們的類(lèi)可以這樣設(shè)計(jì):
TSecondEvent = procedure (Second: Integer) of object;
TMyThread = class(TThread)
private
FSecond: Integer;
FSecondEvent: TSecondEvent;
procedure CallSecondEvent;
protected
procedure Execute; override;
public
property SencondEvent: TSecondEvent read FSecondEvent
write FSecondEvent;
end;
{ TMyThread }
procedure TMyThread.CallSecondEvent;
begin
if Assigned(FSecondEvent) then
FSecondEvent(FSecond);
end;
procedure TMyThread.Execute;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 9 do
if not Terminated then
begin
Sleep(1000);
FSecond := i;
Synchronize(CallSecondEvent);
end
else
Break;
end;
在主窗體中假設(shè)我們這樣操作線(xiàn)程:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
MyThread := TMyThread.Create(true);
MyThread.OnTerminate := ThreadTerminate;
MyThread.SencondEvent := SecondEvent;
MyThread.Resume;
end;
procedure TForm1.ThreadTerminate(Sender: TObject);
begin
ShowMessage('ok');
end;
procedure TForm1.SecondEvent(Second: Integer);
begin
Edit1.Text := IntToStr(Second);
end;
我們將每隔一秒就得到一次通知并在Edit中顯示出來(lái)。
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道如何正確使用Execute方法,以及如何在主線(xiàn)程與工作線(xiàn)程之間通信了。但問(wèn)題還沒(méi)有結(jié)束,有一種情況出乎我的意料之外,即如果 線(xiàn)程中有一些資源,Execute正在使用這些資源,而主線(xiàn)程要釋放這個(gè)線(xiàn)程,這個(gè)線(xiàn)程在釋放的過(guò)程中會(huì)釋放掉資源。想想會(huì)不會(huì)有問(wèn)題呢,兩個(gè)線(xiàn)程,一個(gè) 在使用資源,一個(gè)在釋放資源,會(huì)出現(xiàn)什么情況呢,
用下面代碼來(lái)說(shuō)明:
type
TMyClass = class
private
FSecond: Integer;
public
procedure SleepOneSecond;
end;
TMyThread = class(TThread)
private
FMyClass: TMyClass;
protected
procedure Execute; override;
public
constructor MyCreate(CreateSuspended: Boolean);
destructor Destroy; override;
end;
implementation
{ TMyThread }
constructor TMyThread.MyCreate(CreateSuspended: Boolean);
begin
inherited Create(CreateSuspended);
FMyClass := TMyClass.Create;
end;
destructor TMyThread.Destroy;
begin
FMyClass.Free;
FMyClass := nil;
inherited;
end;
procedure TMyThread.Execute;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 9 do
FMyClass.SleepOneSecond;
end;
{ TMyClass }
procedure TMyClass.SleepOneSecond;
begin
FSecond := 0;
Sleep(1000);
end;
end.
用下面的代碼來(lái)調(diào)用上面的類(lèi):
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
MyThread := TMyThread.MyCreate(true);
MyThread.OnTerminate := ThreadTerminate;
MyThread.Resume;
end;
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
MyThread.Free;
end;
先點(diǎn)擊Button1創(chuàng)建一個(gè)線(xiàn)程,再點(diǎn)擊Button2釋放該類(lèi),出現(xiàn)什么情況呢,違法訪問(wèn),是的,MyThread.Free時(shí),MyClass被釋放掉了
FMyClass.Free;
FMyClass := nil;
而此時(shí)Execute卻還在執(zhí)行,并且調(diào)用MyClass的方法,當(dāng)然就出現(xiàn)違法訪問(wèn)。對(duì)于這種情況,有什么辦法來(lái)防止呢,我想到一種方法,即在線(xiàn)程類(lèi)中使用一個(gè)成員,假設(shè)為FFinished,在Execute方法中有如下的形式:
FFinished := False;
try
//... ...
finally
FFinished := True;
End;
接著在線(xiàn)程類(lèi)的Destroy中有如下形式:
While not FFinished do
Sleep(100);
MyClass.Free;
這樣便能保證MyClass能被正確釋放。
線(xiàn)程是一種很有用的技術(shù)。但使用不當(dāng),常使人頭痛。在CSDN論壇上看到一些人問(wèn),我的窗口在線(xiàn)程中調(diào)用為什么出錯(cuò),主線(xiàn)程怎么向其他線(xiàn)程發(fā)送消息等等,其實(shí),我們?cè)诒г咕€(xiàn)程難用時(shí),也要想想我們使用的方法對(duì)不對(duì),只要遵循一些正確的使用規(guī)則,線(xiàn)程其實(shí)很簡(jiǎn)單。
后記
上面有一處代碼有些奇怪:FMyClass.Free; FMyClass := nil;如果你只寫(xiě)FMyClass.Free,線(xiàn)程類(lèi)還不會(huì)出現(xiàn)異常,即調(diào)用FMyClass.SleepOneSecond不會(huì)出錯(cuò)。我在主線(xiàn)程中試了下面的代碼
MyClass := TMyClass.Create;
MyClass.SleepOneSecond;
MyClass.Free;
MyClass.SleepOneSecond;
同樣也不會(huì)出錯(cuò),但關(guān)閉程序時(shí)就出錯(cuò)了,如果是這樣:
MyClass := TMyClass.Create;
MyClass.SleepOneSecond;
MyClass.Free;
MyThread := TMyThread.MyCreate(true);
MyThread.OnTerminate := ThreadTerminate;
MyThread.Resume;
MyClass.SleepOneSecond;
馬上就出錯(cuò)。所以這個(gè)和線(xiàn)程類(lèi)無(wú)線(xiàn),應(yīng)該是Delphi對(duì)于堆棧空間的釋放規(guī)則,我想MyClass.Free之后,該對(duì)象在堆棧上空間還是保留 著,只是允許其他資源使用這個(gè)空間,所以接著調(diào)用下面這一句MyClass.SleepOneSecond就不會(huì)出錯(cuò),當(dāng)程序退出時(shí)可能對(duì)堆棧作一些清理 導(dǎo)致出錯(cuò)。而如果MyClass.Free之后即創(chuàng)建MyThread,大概MyClass的空間已經(jīng)被MyThread使用,所以再調(diào)用 MyClass.SleepOneSecond就出錯(cuò)了。