澳门金沙娱乐官网2055:Delphi+多线程

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/30 00:57:25
Delphi中有一个线程类TThread是用来实现多线程编程的,这个绝大多数Delphi书藉都有说到,但基本上都是对TThread类的几个成员作一简单介绍,再说明一下Execute的实现和Synchronize的用法就完了。然而这并不是多线程编  
 
程的全部,我写此文的目的在于对此作一个补充。  
 
线程本质上是进程中一段并发运行的代码。一个进程至少有一个线程,即所谓的主线程。同时还可以有多个子线程。  
 
当一个进程中用到超过一个线程时,就是所谓的“多线程”。  
 
那么这个所谓的“一段代码”是如何定义的呢?其实就是一个函数或过程(对Delphi而言)。  
 
如果用Windows API来创建线程的话,是通过一个叫做CreateThread的API函数来实现的,它的定义为:  
 
HANDLE CreateThread(  
 
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,   
 
    DWORD dwStackSize,   
 
    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,   
 
    LPVOID lpParameter,   
 
    DWORD dwCreationFlags,   
 
    LPDWORD lpThreadId   
 
);  
 
其各参数如它们的名称所说,分别是:线程属性(用于在NT下进行线程的安全属性设置,在9X下无效),堆栈大小,  
 
起始地址,参数,创建标志(用于设置线程创建时的状态),线程ID,最后返回线程Handle。其中的起始地址就是线  
 
程函数的入口,直至线程函数结束,线程也就结束了。  
 
因为CreateThread参数很多,而且是Windows的API,所以在C Runtime Library里提供了一个通用的线程函数(理论上  
 
可以在任何支持线程的OS中使用):  
 
unsigned long _beginthread(void (_USERENTRY *__start)(void *), unsigned __stksize, void *__arg);  
 
Delphi也提供了一个相同功能的类似函数:  
 
function BeginThread(  
 
    SecurityAttributes: Pointer;   
 
    StackSize: LongWord;   
 
    ThreadFunc: TThreadFunc;   
 
    Parameter: Pointer;   
 
    CreationFlags: LongWord;   
 
    var ThreadId: LongWord  
 
): Integer;  
 
   
 
这三个函数的功能是基本相同的,它们都是将线程函数中的代码放到一个独立的线程中执行。线程函数与一般函数的  
 
最大不同在于,线程函数一启动,这三个线程启动函数就返回了,主线程继续向下执行,而线程函数在一个独立的线  
 
程中执行,它要执行多久,什么时候返回,主线程是不管也不知道的。  
 
正常情况下,线程函数返回后,线程就终止了。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);  
 
为了记录一些必要的线程数据(状态/属性等),OS会为线程创建一个内部Object,如在Windows中那个Handle便是这  
 
个内部Object的Handle,所以在线程结束的时候还应该释放这个Object。  
 
虽然说用API或RTL(Runtime Library)已经可以很方便地进行多线程编程了,但是还是需要进行较多的细节处理,为此  
 
Delphi在Classes单元中对线程作了一个较好的封装,这就是VCL的线程类:TThread  
 
使用这个类也很简单,大多数的Delphi书籍都有说,基本用法是:先从TThread派生一个自己的线程类(因为TThread  
 
是一个抽象类,不能生成实例),然后是Override抽象方法:Execute(这就是线程函数,也就是在线程中执行的代码  
 
部分),如果需要用到可视VCL对象,还需要通过Synchronize过程进行。关于之方面的具体细节,这里不再赘述,请  
 
参考相关书籍。  
 
本文接下来要讨论的是TThread类是如何对线程进行封装的,也就是深入研究一下TThread类的实现。因为只是真正地  
 
了解了它,才更好地使用它。  
 
下面是DELPHI7中TThread类的声明(本文只讨论在Windows平台下的实现,所以去掉了所有有关Linux平台部分的代码  
 
):  
 
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类在Delphi的RTL里算是比较简单的类,类成员也不多,类属性都很简单明白,本文将只对几个比较重要的类  
 
成员方法和唯一的事件:OnTerminate作详细分析。  
 
首先就是构造函数:  
 
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;  
 
虽然这个构造函数没有多少代码,但却可以算是最重要的一个成员,因为线程就是在这里被创建的。  
 
在通过Inherited调用TObject.Create后,第一句就是调用一个过程:AddThread,其源码如下:  
 
procedure AddThread;  
 
begin  
 
    InterlockedIncrement(ThreadCount);  
 
end;  
 
同样有一个对应的RemoveThread:  
 
procedure RemoveThread;  
 
begin  
 
    InterlockedDecrement(ThreadCount);  
 
end;  
 
它们的功能很简单,就是通过增减一个全局变量来统计进程中的线程数。只是这里用于增减变量的并不是常用的  
 
Inc/Dec过程,而是用了InterlockedIncrement/InterlockedDecrement这一对过程,它们实现的功能完全一样,都是  
 
对变量加一或减一。但它们有一个最大的区别,那就是InterlockedIncrement/InterlockedDecrement是线程安全的。  
 
即它们在多线程下能保证执行结果正确,而Inc/Dec不能。或者按操作系统理论中的术语来说,这是一对“原语”操作。  
 
以加一为例来说明二者实现细节上的不同:  
 
一般来说,对内存数据加一的操作分解以后有三个步骤:  
 
1、 从内存中读出数据  
 
2、 数据加一  
 
3、 存入内存  
 
现在假设在一个两个线程的应用中用Inc进行加一操作可能出现的一种情况:  
 
1、 线程A从内存中读出数据(假设为3)  
 
2、 线程B从内存中读出数据(也是3)  
 
3、 线程A对数据加一(现在是4)  
 
4、 线程B对数据加一(现在也是4)  
 
5、 线程A将数据存入内存(现在内存中的数据是4)  
 
6、 线程B也将数据存入内存(现在内存中的数据还是4,但两个线程都对它加了一,应该是5才对,所以这里出现了  
 
错误的结果)  
 
   
 
而用InterlockIncrement过程则没有这个问题,因为所谓“原语”是一种不可中断的操作,即操作系统能保证在一个  
 
“原语”执行完毕前不会进行线程切换。所以在上面那个例子中,只有当线程A执行完将数据存入内存后,线程B才可  
 
以开始从中取数并进行加一操作,这样就保证了即使是在多线程情况下,结果也一定会是正确的。  
 
前面那个例子也说明一种“线程访问冲突”的情况,这也就是为什么线程之间需要“同步”(Synchronize),关于这  
 
个,在后面说到同步时还会再详细讨论。  
 
说到同步,有一个题外话:加拿大滑铁卢大学的教授李明曾就Synchronize一词在“线程同步”中被译作“同步”提出  
 
过异议,个人认为他说的其实很有道理。在中文中“同步”的意思是“同时发生”,而“线程同步”目的就是避免这  
 
种“同时发生”的事情。而在英文中,Synchronize的意思有两个:一个是传统意义上的同步(To occur at the same   
 
time),另一个是“协调一致”(To operate in unison)。在“线程同步”中的Synchronize一词应该是指后面一种  
 
意思,即“保证多个线程在访问同一数据时,保持协调一致,避免出错”。不过像这样译得不准的词在IT业还有很多  
 
,既然已经是约定俗成了,本文也将继续沿用,只是在这里说明一下,因为软件开发是一项细致的工作,该弄清楚的  
 
,绝不能含糊。  
 
扯远了,回到TThread的构造函数上,接下来最重要就是这句了:  
 
FHandle := BeginThread(nil, 0, @ThreadProc, Pointer(Self), CREATE_SUSPENDED, FThreadID);  
 
这里就用到了前面说到的Delphi RTL函数BeginThread,它有很多参数,关键的是第三、四两个参数。第三个参数就是  
 
前面说到的线程函数,即在线程中执行的代码部分。第四个参数则是传递给线程函数的参数,在这里就是创建的线程  
 
对象(即Self)。其它的参数中,第五个是用于设置线程在创建后即挂起,不立即执行(启动线程的工作是在  
 
AfterConstruction中根据CreateSuspended标志来决定的),第六个是返回线程ID。  
 
现在来看TThread的核心:线程函数ThreadProc。有意思的是这个线程类的核心却不是线程的成员,而是一个全局函数  
 
(因为BeginThread过程的参数约定只能用全局函数)。下面是它的代码:  
 
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;  
 
虽然也没有多少代码,但却是整个TThread中最重要的部分,因为这段代码是真正在线程中执行的代码。下面对代码作  
 
逐行说明:  
 
首先判断线程类的Terminated标志,如果未被标志为终止,则调用线程类的Execute方法执行线程代码,因为TThread  
 
是抽象类,Execute方法是抽象方法,所以本质上是执行派生类中的Execute代码。  
 
所以说,Execute就是线程类中的线程函数,所有在Execute中的代码都需要当作线程代码来考虑,如防止访问冲突等。  
 
如果Execute发生异常,则通过AcquireExceptionObject取得异常对象,并存入线程类的FFatalException成员中。  
 
最后是线程结束前做的一些收尾工作。局部变量FreeThread记录了线程类的FreeOnTerminated属性的设置,然后将线  
 
程返回值设置为线程类的返回值属性的值。然后执行线程类的DoTerminate方法。  
 
DoTerminate方法的代码如下:  
 
procedure TThread.DoTerminate;  
 
begin  
 
    if Assigned(FOnTerminate) then Synchronize(CallOnTerminate);  
 
end;  
 
很简单,就是通过Synchronize来调用CallOnTerminate方法,而CallOnTerminate方法的代码如下,就是简单地调用  
 
OnTerminate事件:  
 
procedure TThread.CallOnTerminate;  
 
begin  
 
    if Assigned(FOnTerminate) then FOnTerminate(Self);  
 
end;  
 
因为OnTerminate事件是在Synchronize中执行的,所以本质上它并不是线程代码,而是主线程代码(具体见后面对  
 
Synchronize的分析)。  
 
执行完OnTerminate后,将线程类的FFinished标志设置为True。接下来执行SignalSyncEvent过程,其代码如下:  
 
procedure SignalSyncEvent;  
 
begin  
 
    SetEvent(SyncEvent);  
 
end;  
 
也很简单,就是设置一下一个全局Event:SyncEvent,关于Event的使用,本文将在后文详述,而SyncEvent的用途将  
 
在WaitFor过程中说明。  
 
然后根据FreeThread中保存的FreeOnTerminate设置决定是否释放线程类,在线程类释放时,还有一些些操作,详见接  
 
下来的析构函数实现。  
 
最后调用EndThread结束线程,返回线程返回值。至此,线程完全结束。  
 
说完构造函数,再来看析构函数:  
 
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;  
 
在线程对象被释放前,首先要检查线程是否还在执行中,如果线程还在执行中(线程ID不为0,并且线程结束标志未设  
 
置),则调用Terminate过程结束线程。Terminate过程只是简单地设置线程类的Terminated标志,如下面的代码:  
 
procedure TThread.Terminate;  
 
begin  
 
    FTerminated := True;  
 
end;  
 
所以线程仍然必须继续执行到正常结束后才行,而不是立即终止线程,这一点要注意。  
 
在这里说一点题外话:很多人都问过我,如何才能“立即”终止线程(当然是指用TThread创建的线程)。结果当然是  
 
不行!终止线程的唯一办法就是让Execute方法执行完毕,所以一般来说,要让你的线程能够尽快终止,必须在  
 
Execute方法中在较短的时间内不断地检查Terminated标志,以便能及时地退出。这是设计线程代码的一个很重要的原  
 
则!  
 
当然如果你一定要能“立即”退出线程,那么TThread类不是一个好的选择,因为如果用API强制终止线程的话,最终  
 
会导致TThread线程对象不能被正确释放,在对象析构时出现Access Violation。这种情况你只能用API或RTL函数来创  
 
建线程。  
 
如果线程处于启动挂起状态,则将线程转入运行状态,然后调用WaitFor进行等待,其功能就是等待到线程结束后才继  
 
续向下执行。关于WaitFor的实现,将放到后面说明。  
 
线程结束后,关闭线程Handle(正常线程创建的情况下Handle都是存在的),释放操作系统创建的线程对象。  
 
然后调用TObject.Destroy释放本对象,并释放已经捕获的异常对象,最后调用RemoveThread减小进程的线程数。  
 
其它关于Suspend/Resume及线程优先级设置等方面,不是本文的重点,不再赘述。下面要讨论的是本文的另两个重点  
 
:Synchronize和WaitFor。  
 
但是在介绍这两个函数之前,需要先介绍另外两个线程同步技术:事件和临界区。  
 
事件(Event)与Delphi中的事件有所不同。从本质上说,Event其实相当于一个全局的布尔变量。它有两个赋值操作  
 
:Set和Reset,相当于把它设置为True或False。而检查它的值是通过WaitFor操作进行。对应在Windows平台上,是三  
 
个API函数:SetEvent、ResetEvent、WaitForSingleObject(实现WaitFor功能的API还有几个,这是最简单的一个)。  
 
这三个都是原语,所以Event可以实现一般布尔变量不能实现的在多线程中的应用。Set和Reset的功能前面已经说过了  
 
,现在来说一下WaitFor的功能:  
 
WaitFor的功能是检查Event的状态是否是Set状态(相当于True),如果是则立即返回,如果不是,则等待它变为Set  
 
状态,在等待期间,调用WaitFor的线程处于挂起状态。另外WaitFor有一个参数用于超时设置,如果此参数为0,则不  
 
等待,立即返回Event的状态,如果是INFINITE则无限等待,直到Set状态发生,若是一个有限的数值,则等待相应的  
 
毫秒数后返回Event的状态。  
 
当Event从Reset状态向Set状态转换时,唤醒其它由于WaitFor这个Event而挂起的线程,这就是它为什么叫Event的原  
 
因。所谓“事件”就是指“状态的转换”。通过Event可以在线程间传递这种“状态转换”信息。  
 
当然用一个受保护(见下面的临界区介绍)的布尔变量也能实现类似的功能,只要用一个循环检查此布尔值的代码来  
 
代替WaitFor即可。从功能上说完全没有问题,但实际使用中就会发现,这样的等待会占用大量的CPU资源,降低系统  
 
性能,影响到别的线程的执行速度,所以是不经济的,有的时候甚至可能会有问题。所以不建议这样用。  
 
临界区(CriticalSection)则是一项共享数据访问保护的技术。它其实也是相当于一个全局的布尔变量。但对它的操  
 
作有所不同,它只有两个操作:Enter和Leave,同样可以把它的两个状态当作True和False,分别表示现在是否处于临  
 
界区中。这两个操作也是原语,所以它可以用于在多线程应用中保护共享数据,防止访问冲突。  
 
用临界区保护共享数据的方法很简单:在每次要访问共享数据之前调用Enter设置进入临界区标志,然后再操作数据,  
 
最后调用Leave离开临界区。它的保护原理是这样的:当一个线程进入临界区后,如果此时另一个线程也要访问这个数  
 
据,则它会在调用Enter时,发现已经有线程进入临界区,然后此线程就会被挂起,等待当前在临界区的线程调用  
 
Leave离开临界区,当另一个线程完成操作,调用Leave离开后,此线程就会被唤醒,并设置临界区标志,开始操作数  
 
据,这样就防止了访问冲突。  
 
以前面那个InterlockedIncrement为例,我们用CriticalSection(Windows API)来实现它:  
 
Var  
 
InterlockedCrit : TRTLCriticalSection;  
 
Procedure InterlockedIncrement( var aValue : Integer );  
 
Begin  
 
    EnterCriticalSection( InterlockedCrit );  
 
    Inc( aValue );  
 
    LeaveCriticalSection( InterlockedCrit );  
 
End;  
 
现在再来看前面那个例子:  
 
1. 线程A进入临界区(假设数据为3)  
 
2. 线程B进入临界区,因为A已经在临界区中,所以B被挂起  
 
3. 线程A对数据加一(现在是4)  
 
4. 线程A离开临界区,唤醒线程B(现在内存中的数据是4)  
 
5. 线程B被唤醒,对数据加一(现在就是5了)  
 
6. 线程B离开临界区,现在的数据就是正确的了。  
 
临界区就是这样保护共享数据的访问。  
 
关于临界区的使用,有一点要注意:即数据访问时的异常情况处理。因为如果在数据操作时发生异常,将导致Leave操  
 
作没有被执行,结果将使本应被唤醒的线程未被唤醒,可能造成程序的没有响应。所以一般来说,如下面这样使用临  
 
界区才是正确的做法:  
 
EnterCriticalSection  
 
Try  
 
// 操作临界区数据  
 
Finally  
 
    LeaveCriticalSection  
 
End;  
 
最后要说明的是,Event和CriticalSection都是操作系统资源,使用前都需要创建,使用完后也同样需要释放。如  
 
TThread类用到的一个全局Event:SyncEvent和全局CriticalSection:TheadLock,都是在  
 
InitThreadSynchronization和DoneThreadSynchronization中进行创建和释放的,而它们则是在Classes单元的  
 
Initialization和Finalization中被调用的。  
 
由于在TThread中都是用API来操作Event和CriticalSection的,所以前面都是以API为例,其实Delphi已经提供了对它  
 
们的封装,在SyncObjs单元中,分别是TEvent类和TCriticalSection类。用法也与前面用API的方法相差无几。因为  
 
TEvent的构造函数参数过多,为了简单起见,Delphi还提供了一个用默认参数初始化的Event类:TSimpleEvent。  
 
顺便再介绍一下另一个用于线程同步的类:TMultiReadExclusiveWriteSynchronizer,它是在SysUtils单元中定义的  
 
。据我所知,这是Delphi RTL中定义的最长的一个类名,还好它有一个短的别名:TMREWSync。至于它的用处,我想光  
 
看名字就可以知道了,我也就不多说了。  
 
有了前面对Event和CriticalSection的准备知识,可以正式开始讨论Synchronize和WaitFor了。  
 
我们知道,Synchronize是通过将部分代码放到主线程中执行来实现线程同步的,因为在一个进程中,只有一个主线程  
 
。先来看看Synchronize的实现:  
 
procedure TThread.Synchronize(Method: TThreadMethod);  
 
begin  
 
    FSynchronize.FThread := Self;  
 
    FSynchronize.FSynchronizeException := nil;  
 
    FSynchronize.FMethod := Method;  
 
    Synchronize(@FSynchronize);  
 
end;  
 
其中FSynchronize是一个记录类型:  
 
PSynchronizeRecord = ^TSynchronizeRecord;  
 
TSynchronizeRecord = record  
 
    FThread: TObject;  
 
    FMethod: TThreadMethod;  
 
    FSynchronizeException: TObject;  
 
end;  
 
用于进行线程和主线程之间进行数据交换,包括传入线程类对象,同步方法及发生的异常。  
 
在Synchronize中调用了它的一个重载版本,而且这个重载版本比较特别,它是一个“类方法”。所谓类方法,是一种  
 
特殊的类成员方法,它的调用并不需要创建类实例,而是像构造函数那样,通过类名调用。之所以会用类方法来实现  
 
它,是因为为了可以在线程对象没有创建时也能调用它。不过实际中是用它的另一个重载版本(也是类方法)和另一  
 
个类方法StaticSynchronize。下面是这个Synchronize的代码:  
 
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;  
 
这段代码略多一些,不过也不算太复杂。  
 
首先是判断当前线程是否是主线程,如果是,则简单地执行同步方法后返回。  
 
如果不是主线程,则准备开始同步过程。  
 
通过局部变量SyncProc记录线程交换数据(参数)和一个Event Handle,其记录结构如下:  
 
TSyncProc = record  
 
SyncRec: PSynchronizeRecord;  
 
Signal: THandle;  
 
end;  
 
然后创建一个Event,接着进入临界区(通过全局变量ThreadLock进行,因为同时只能有一个线程进入Synchronize状  
 
态,所以可以用全局变量记录),然后就是把这个记录数据存入SyncList这个列表中(如果这个列表不存在的话,则  
 
创建它)。可见ThreadLock这个临界区就是为了保护对SyncList的访问,这一点在后面介绍CheckSynchronize时会再  
 
次看到。  
 
再接下就是调用SignalSyncEvent,其代码在前面介绍TThread的构造函数时已经介绍过了,它的功能就是简单地将  
 
SyncEvent作一个Set的操作。关于这个SyncEvent的用途,将在后面介绍WaitFor时再详述。  
 
接下来就是最主要的部分了:调用WakeMainThread事件进行同步操作。WakeMainThread是一个TNotifyEvent类型的全  
 
局事件。这里之所以要用事件进行处理,是因为Synchronize方法本质上是通过消息,将需要同步的过程放到主线程中  
 
执行,如果在一些没有消息循环的应用中(如Console或DLL)是无法使用的,所以要使用这个事件进行处理。  
 
而响应这个事件的是Application对象,下面两个方法分别用于设置和清空WakeMainThread事件的响应(来自Forms单元):  
 
procedure TApplication.HookSynchronizeWakeup;  
 
begin  
 
    Classes.WakeMainThread := WakeMainThread;  
 
end;  
 
procedure TApplication.UnhookSynchronizeWakeup;  
 
begin  
 
    Classes.WakeMainThread := nil;  
 
end;  
 
上面两个方法分别是在TApplication类的构造函数和析构函数中被调用。  
 
这就是在Application对象中WakeMainThread事件响应的代码,消息就是在这里被发出的,它利用了一个空消息来实现:  
 
procedure TApplication.WakeMainThread(Sender: TObject);  
 
begin  
 
    PostMessage(Handle, WM_NULL, 0, 0);  
 
end;  
 
而这个消息的响应也是在Application对象中,见下面的代码(删除无关的部分):  
 
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也是定义在Classes单元中的,由于它比较复杂,暂时不详细说明,只要知道它是具体处理  
 
Synchronize功能的部分就好,现在继续分析Synchronize的代码。  
 
在执行完WakeMainThread事件后,就退出临界区,然后调用WaitForSingleObject开始等待在进入临界区前创建的那个  
 
Event。这个Event的功能是等待这个同步方法的执行结束,关于这点,在后面分析CheckSynchronize时会再说明。  
 
注意在WaitForSingleObject之后又重新进入临界区,但没有做任何事就退出了,似乎没有意义,但这是必须的!  
 
因为临界区的Enter和Leave必须严格的一一对应。那么是否可以改成这样呢:  
 
if Assigned(WakeMainThread) then  
 
    WakeMainThread(SyncProc.SyncRec.FThread);  
 
    WaitForSingleObject(SyncProc.Signal, INFINITE);  
 
    finally 
 
        LeaveCriticalSection(ThreadLock);  
 
end;  
 
上面的代码和原来的代码最大的区别在于把WaitForSingleObject也纳入临界区的限制中了。看上去没什么影响,还使  
 
代码大大简化了,但真的可以吗?  
 
事实上是不行!  
 
因为我们知道,在Enter临界区后,如果别的线程要再进入,则会被挂起。而WaitFor方法则会挂起当前线程,直到等  
 
待别的线程SetEvent后才会被唤醒。如果改成上面那样的代码的话,如果那个SetEvent的线程也需要进入临界区的话  
 
,死锁(Deadlock)就发生了(关于死锁的理论,请自行参考操作系统原理方面的资料)。  
 
死锁是线程同步中最需要注意的方面之一!  
 
最后释放开始时创建的Event,如果被同步的方法返回异常的话,还会在这里再次抛出异常。  
 
回到前面CheckSynchronize,见下面的代码:  
 
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,这个方法必须在主线程中被调用(如前面通过消息传递到主线程),否则就抛出异常。  
 
接下来调用ResetSyncEvent(它与前面SetSyncEvent对应的,之所以不考虑WaitForSyncEvent的情况,是因为只有在  
 
Linux版下才会调用带参数的CheckSynchronize,Windows版下都是调用默认参数0的CheckSynchronize)。  
 
现在可以看出SyncList的用途了:它是用于记录所有未被执行的同步方法的。因为主线程只有一个,而子线程可能有  
 
很多个,当多个子线程同时调用同步方法时,主线程可能一时无法处理,所以需要一个列表来记录它们。  
 
在这里用一个局部变量LocalSyncList来交换SyncList,这里用的也是一个原语:InterlockedExchange。同样,这里  
 
也是用临界区将对SyncList的访问保护起来。  
 
只要LocalSyncList不为空,则通过一个循环来依次处理累积的所有同步方法调用。最后把处理完的LocalSyncList释  
 
放掉,退出临界区。  
 
再来看对同步方法的处理:首先是从列表中移出(取出并从列表中删除)第一个同步方法调用数据。然后退出临界区  
 
(原因当然也是为了防止死锁)。  
 
接着就是真正的调用同步方法了。  
 
如果同步方法中出现异常,将被捕获后存入同步方法数据记录中。  
 
重新进入临界区后,调用SetEvent通知调用线程,同步方法执行完成了(详见前面Synchronize中的  
 
WaitForSingleObject调用)。  
 
至此,整个Synchronize的实现介绍完成。  
 
最后来说一下WaitFor,它的功能就是等待线程执行结束。其代码如下:  
 
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;  
 
如果不是在主线程中执行WaitFor的话,很简单,只要调用WaitForSingleObject等待此线程的Handle为Signaled状态  
 
即可。  
 
如果是在主线程中执行WaitFor则比较麻烦。首先要在Handle数组中增加一个SyncEvent,然后循环等待,直到线程结  
 
束(即MsgWaitForMultipleObjects返回WAIT_OBJECT_0,详见MSDN中关于此API的说明)。  
 
在循环等待中作如下处理:如果有消息发生,则通过PeekMessage取出此消息(但并不把它从消息循环中移除),然后  
 
调用MsgWaitForMultipleObjects来等待线程Handle或SyncEvent出现Signaled状态,同时监听消息(QS_SENDMESSAGE  
 
参数,详见MSDN中关于此API的说明)。可以把此API当作一个可以同时等待多个Handle的WaitForSingleObject。如果  
 
是SyncEvent被SetEvent(返回WAIT_OBJECT_0 + 1),则调用CheckSynchronize处理同步方法。  
 
为什么在主线程中调用WaitFor必须用MsgWaitForMultipleObjects,而不能用WaitForSingleObject等待线程结束呢?  
 
因为防止死锁。由于在线程函数Execute中可能调用Synchronize处理同步方法,而同步方法是在主线程中执行的,如  
 
果用WaitForSingleObject等待的话,则主线程在这里被挂起,同步方法无法执行,导致线程也被挂起,于是发生死锁。  
 
而改用WaitForMultipleObjects则没有这个问题。首先,它的第三个参数为False,表示只要线程Handle或SyncEvent  
 
中只要有一个Signaled即可使主线程被唤醒,至于加上QS_SENDMESSAGE是因为Synchronize是通过消息传到主线程来的  
 
,所以还要防止消息被阻塞。这样,当线程中调用Synchronize时,主线程就会被唤醒并处理同步调用,在调用完成后  
 
继续进入挂起等待状态,直到线程结束。  
 
至此,对线程类TThread的分析可以告一个段落了,对前面的分析作一个总结:  
 
1、 线程类的线程必须按正常的方式结束,即Execute执行结束,所以在其中的代码中必须在适当的地方加入足够多  
 
    的对Terminated标志的判断,并及时退出。如果必须要“立即”退出,则不能使用线程类,而要改用API或RTL函数。  
 
2、 对可视VCL的访问要放在Synchronize中,通过消息传递到主线程中,由主线程处理。  
 
3、 线程共享数据的访问应该用临界区进行保护(当然用Synchronize也行)。  
 
4、 线程通信可以采用Event进行(当然也可以用Suspend/Resume)。  
 
5、 当在多线程应用中使用多种线程同步方式时,一定要小心防止出现死锁
本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/cui55/archive/2008/07/09/2629235.aspx---------------------以下是实例--------------------
窗体单元:  
 
 
 
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('一个线程完毕!');  
 
end;   
 
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);  
 
begin  
 
 
 
if Button1.Caption='开始1' then  
 
begin  
 
Button1.Caption:='关闭';  
 
t1.Resume;  
 
end  
 
else 
 
begin  
 
Button1.Caption:='开始1';  
 
t1.Suspend;  
 
end;      
 
end;  
 
 
 
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);  
 
begin  
 
if Button2.Caption='开始2' then  
 
begin  
 
Button2.Caption:='关闭';  
 
t2.Resume;  
 
end  
 
else 
 
begin  
 
Button2.Caption:='开始2';  
 
t2.Suspend;  
 
end;  
 
end;  
 
 
 
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);  
 
begin  
 
if Button3.Caption='开始3' then  
 
begin  
 
Button3.Caption:='关闭';  
 
t3.Resume;  
 
end  
 
else 
 
begin  
 
Button3.Caption:='开始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.  
 
 
 
线程单元:  
 
 
 
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); //参数传递  
 
begin  
 
FLabel:=lbl;  
 
FSleepDec:=sleepSec;  
 
FreeOnTerminate:=True; //让线程终止是触发OnTerminate事件  
 
inherited Create(True);//不立即执行,只有调用resume才开始  
 
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.
本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/cui55/archive/2008/07/09/2629248.aspx
-----------------------------另一个--------------------------------------------
Delphi的TThread类 收藏
我们常有工作线程和主线程之分,工作线程负责作一些后台操作,比如接收邮件;主线程负责界面上的一些显示。工作线程的好处在某些时候是不言而喻的,你的主界面可以响应任何操作,而背后的线程却在默默地工作。
VCL中,工作线程执行在Execute方法中,你必须从TThread继承一个类并覆盖Execute方法,在这个方法中,所有代码都是在另一个 线程中执行的,除此之外,你的线程类的其他方法都在主线程执行,包括构造方法,析构方法,Resume等,很多人常常忽略了这一点。
最简单的一个线程类如下:TMyThread = class(TThread)protected     procedure Execute; override;  end;  在Execute中的代码,有一个技术要点,如果你的代码执行时间很短,像这样,Sleep(1000),那没有关系;如果是这样Sleep (10000),10秒,那么你就不能直接这样写了,须把这10秒拆分成10个1秒,然后判断Terminated属性,像下面这样: procedure TMyThread.Execute;  var    i: Integer;  begin     for i := 0 to 9 do       if not Terminated then         Sleep(1000)       else        Break;end;这样写有什么好处呢,想想你要关闭程序,在关闭的时候调用MyThread.Free,这个时候线程并没有马上结束,它调用WaitFor,等待 Execute执行完后才能释放。你的程序就必须等10秒以后才能关闭,受得了吗。如果像上面那样写,在程序关闭时,调用Free之后,它顶多再等一秒就 会关闭。为什么?答案得去线程类的Destroy中找,它会先调用Terminate方法,在这个方法里面它把Terminated设为True(仅此而 已,很多人以为是结束线程,其实不是)。请记住这一切是在主线程中操作的,所以和Execute是并行执行的。既然Terminated属性已为 Ture,那么在Execute中判断之后,当然就Break了,Execute执行完毕,线程类也正常释放。  或者有人说,TThread可以设FreeOnTerminate属性为True,线程类就能自动释放。除非你的线程执行的任务很简单,不然,还是不要去理会这个属性,一切由你来操作,才能使线程更灵活强大。 接下来的问题是如何使工作线程和主线程很好的通信,很多时候主线程必须得到工作线程的通知,才能做出响应。比如接收邮件,工作线程向服务器收取邮件,收取完毕之后,它得通知主线程收到多少封邮件,主线程才能弹出一个窗口通知用户。在VCL中,我们可以用两种方法,一种是向主线程中的窗体发送消息,另一种是使用异步事件。第一种方法其实没有第二种来得方便。想想线程类中的OnTerminate事件,这个事件由线程函数的堆栈引起,却在主线程执行。事实上,真正的线程函数是这个:function ThreadProc(Thread: TThread): Integer;  函数里面有Thread.Execute,这就是为什么Execute是在其他线程中执行,该方法执行之后,有如下句:  Thread.DoTerminate;  而线程类的DoTerminate方法里面是  if Assigned(FOnTerminate) then Synchronize(CallOnTerminate);  显然Synchronize方法使得CallOnTerminate在主线程中执行,而CallOnTerminate里面的代码其实就是:  if Assigned(FOnTerminate) then FOnTerminate(Self);只要Execute方法一执行完就发生OnTerminate事件。不过有一点是必须注意,OnTerminate事件发生后,线程类不一定会释 放,只有在FreeOnTerminate为True之后,才会Thread.Free。看一下ThreadProc函数就知道。 依照Onterminate事件,我们可以设计自己的异步事件。  Synchronize方法只能传进一个无参数的方法类型,但我们的事件经常是要带一些参数的,这个稍加思考就可以得到解决,即在线程类中保存参数,触发事件前先设置参数,再调用异步事件,参数复杂的可以用记录或者类来实现。  假设这样,上面的代码每睡一秒,线程即向外面引发一次事件,我们的类可以这样设计:     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;
在主窗体中假设我们这样操作线程:
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;
我们将每隔一秒就得到一次通知并在Edit中显示出来。现在我们已经知道如何正确使用Execute方法,以及如何在主线程与工作线程之间通信了。但问题还没有结束,有一种情况出乎我的意料之外,即如果 线程中有一些资源,Execute正在使用这些资源,而主线程要释放这个线程,这个线程在释放的过程中会释放掉资源。想想会不会有问题呢,两个线程,一个 在使用资源,一个在释放资源,会出现什么情况呢,  用下面代码来说明: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. 用下面的代码来调用上面的类: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;
先点击Button1创建一个线程,再点击Button2释放该类,出现什么情况呢,违法访问,是的,MyThread.Free时,MyClass被释放掉了  FMyClass.Free;FMyClass := nil;  而此时Execute却还在执行,并且调用MyClass的方法,当然就出现违法访问。对于这种情况,有什么办法来防止呢,我想到一种方法,即在线程类中使用一个成员,假设为FFinished,在Execute方法中有如下的形式:  FFinished := False;  try  //... ...finally  FFinished := True;End;  接着在线程类的Destroy中有如下形式:  While not FFinished do     Sleep(100);  MyClass.Free;  这样便能保证MyClass能被正确释放。 线程是一种很有用的技术。但使用不当,常使人头痛。在CSDN论坛上看到一些人问,我的窗口在线程中调用为什么出错,主线程怎么向其他线程发送消息等等,其实,我们在抱怨线程难用时,也要想想我们使用的方法对不对,只要遵循一些正确的使用规则,线程其实很简单。 后记  上面有一处代码有些奇怪:FMyClass.Free; FMyClass := nil;如果你只写FMyClass.Free,线程类还不会出现异常,即调用FMyClass.SleepOneSecond不会出错。我在主线程中试了下面的代码MyClass := TMyClass.Create;    MyClass.SleepOneSecond;     MyClass.Free;     MyClass.SleepOneSecond;  同样也不会出错,但关闭程序时就出错了,如果是这样:MyClass := TMyClass.Create;    MyClass.SleepOneSecond;     MyClass.Free;    MyThread := TMyThread.MyCreate(true);    MyThread.OnTerminate :=   ThreadTerminate;    MyThread.Resume;    MyClass.SleepOneSecond;马上就出错。所以这个和线程类无线,应该是Delphi对于堆栈空间的释放规则,我想MyClass.Free之后,该对象在堆栈上空间还是保留 着,只是允许其他资源使用这个空间,所以接着调用下面这一句MyClass.SleepOneSecond就不会出错,当程序退出时可能对堆栈作一些清理 导致出错。而如果MyClass.Free之后即创建MyThread,大概MyClass的空间已经被MyThread使用,所以再调用 MyClass.SleepOneSecond就出错了。