在了解多線程之前我們先了解一下進(jìn)程和線程的關(guān)系
一個程序至少有一個主進(jìn)程,一個進(jìn)程至少有一個線程。
為了保證線程的安全性請大家看看下面介紹 DELPHI多線程同步的一些處理方案大家可以參考:http://m.elephantinaurance.com/html/16747_1.html
主線程又程為UI線程。
進(jìn)程和線程的主要差別在于它們是不同的操作系統(tǒng)資源管理方式。進(jìn)程有獨(dú)立的地址空間，一個進(jìn)程崩潰后，在保護(hù)模式下不會對其它進(jìn)程產(chǎn)生影響，而線程只是一個進(jìn)程中的不同執(zhí)行路徑。線程有自己的堆棧和局部變量，但線程之間沒有單獨(dú)的地址空間，一個線程死掉就等于整個進(jìn)程死掉，所以多進(jìn)程的程序要比多線程的程序健壯，但在進(jìn)程切換時，耗費(fèi)資源較大，效率要差一些。但對于一些要求同時進(jìn)行并且又要共享某些變量的并發(fā)操作，只能用線程，不能用進(jìn)程。如果有興趣深入的話，我建議你們看看《現(xiàn)代操作系統(tǒng)》或者《操作系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)》。對就個問題說得比較清楚。
多線程應(yīng)該是編程工作者的基礎(chǔ)技能, 但這個基礎(chǔ)我從來沒學(xué)過，所以僅僅是看上去會一些，明白了2+2的時候，其實我還不知道1+1。
開始本應(yīng)該是一篇洋洋灑灑的文字, 不過我還是提倡先做起來, 在嘗試中去理解.
先試試這個:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
end;
end;
上面程序運(yùn)行時, 我們的窗體基本是 "死" 的, 可以在你在程序運(yùn)行期間拖動窗體試試...
Delphi 為我們提供了一個簡單的辦法(Application.ProcessMessages)來解決這個問題:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Application.ProcessMessages;
end;
end;
這個 Application.ProcessMessages; 一般用在比較費(fèi)時的循環(huán)中, 它會檢查并先處理消息隊列中的其他消息.
但這算不上多線程, 譬如: 運(yùn)行中你拖動窗體, 循環(huán)會暫停下來...
在使用多線程以前, 讓我們先簡單修改一下程序:
function MyFun: Integer;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Form1.Canvas.Lock;
Form1.Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Form1.Canvas.Unlock;
end;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
MyFun;
end;
細(xì)數(shù)上面程序的變化:
1、首先這還不是多線程的, 也會讓窗體假 "死" 一會;
2、把執(zhí)行代碼寫在了一個函數(shù)里, 但這個函數(shù)不屬于 TForm1 的方法, 所以使用 Canvas 是必須冠以名稱(Form1);
3、既然是個函數(shù), (不管是否必要)都應(yīng)該有返回值;
4、使用了 500001 次 Lock 和 Unlock.
Canvas.Lock 好比在說: Canvas(繪圖表面)正忙著呢, 其他想用 Canvas 的等會;
Canvas.Unlock : 用完了, 解鎖!
在 Canvas 中使用 Lock 和 Unlock 是個好習(xí)慣, 在不使用多線程的情況下這無所謂, 但保不準(zhǔn)哪天程序會擴(kuò)展為多線程的; 我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)多線程, 當(dāng)然應(yīng)該用.
在 Delphi 中使用多線程有兩種方法: 調(diào)用 API、使用 TThread 類; 使用 API 的代碼更簡單.
function MyFun(p: Pointer): Integer; stdcall;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Form1.Canvas.Lock;
Form1.Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Form1.Canvas.Unlock;
end;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: THandle;
begin
CreateThread(nil, 0, @MyFun, nil, 0, ID);
end;
代碼分析:
CreateThread 一個線程后, 算上原來的主線程, 這樣程序就有兩個線程、是標(biāo)準(zhǔn)的多線程了;
CreateThread 第三個參數(shù)是函數(shù)指針, 新線程建立后將立即執(zhí)行該函數(shù), 函數(shù)執(zhí)行完畢, 系統(tǒng)將銷毀此線程從而結(jié)束多線程的故事.
CreateThread 要使用的函數(shù)是系統(tǒng)級別的, 不能是某個類(譬如: TForm1)的方法, 并且有嚴(yán)格的格式(參數(shù)、返回值)要求, 不管你暫時是不是需要都必須按格式來;
因為是系統(tǒng)級調(diào)用, 還要綴上 stdcall, stdcall 是協(xié)調(diào)參數(shù)順序的, 雖然這里只有一個參數(shù)沒有順序可言, 但這是使用系統(tǒng)函數(shù)的慣例.
CreateThread 還需要一個 var 參數(shù)來接受新建線程的 ID, 盡管暫時沒用, 但這也是格式; 其他參數(shù)以后再說吧.
這樣一個最簡單的多線程程序就出來了, 咱們再用 TThread 類實現(xiàn)一次
type
TMyThread = class(TThread)
protected
procedure Execute; override;
end;
procedure TMyThread.Execute;
var
i: Integer;
begin
FreeOnTerminate := True; {這可以讓線程執(zhí)行完畢后隨即釋放}
for i := 0 to 500000 do
begin
Form1.Canvas.Lock;
Form1.Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Form1.Canvas.Unlock;
end;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
TMyThread.Create(False);
end;
繼承 TThread 主要就是實現(xiàn)抽象方法 Execute(把我們的代碼寫在里面), 等我們的 TMyThread 實例化后, 首先就會執(zhí)行 Execute 方法中的代碼.
按常規(guī)我們一般這樣去實例化:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
MyThread: TMyThread;
begin
MyThread := TMyThread.Create(False);
end;
我們還可以輕松解決一個問題, 如果: TMyThread.Create(True) ?
這樣線程建立后就不會立即調(diào)用 Execute, 可以在需要的時候再用 Resume 方法執(zhí)行線程, 譬如:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
MyThread: TMyThread;
begin
MyThread := TMyThread.Create(True);
MyThread.Resume;
end;
//可簡化為:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
with TMyThread.Create(True) do Resume;
end;
一、入門
㈠、
function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer; {安全設(shè)置}
dwStackSize: DWORD; {堆棧大小}
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine; {入口函數(shù)}
lpParameter: Pointer; {函數(shù)參數(shù)}
dwCreationFlags: DWORD; {啟動選項}
var lpThreadId: DWORD {輸出線程 ID }
): THandle; stdcall; {返回線程句柄}
在 Windows 上建立一個線程, 離不開 CreateThread 函數(shù);
TThread.Create 就是先調(diào)用了 BeginThread (Delphi 自定義的), BeginThread 又調(diào)用的 CreateThread.
既然有建立, 就該有釋放, CreateThread 對應(yīng)的釋放函數(shù)是: ExitThread, 譬如下面代碼:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
ExitThread(0); {此句即可退出當(dāng)前程序, 但不建議這樣使用}
end;
代碼注釋:
當(dāng)前程序是一個進(jìn)程, 進(jìn)程只是一個工作環(huán)境, 線程是工作者;
每個進(jìn)程都會有一個啟動線程(或叫主線程), 也就是說: 我們之前大量的編碼都是寫給這個主線程的;
上面的 ExitThread(0); 就是退出這個主線程;
系統(tǒng)不允許一個沒有線程的進(jìn)程存在, 所以程序就退出了.
另外: ExitThread 函數(shù)的參數(shù)是一個退出碼, 這個退出碼是給之后的其他函數(shù)用的, 這里隨便給個無符號整數(shù)即可.
或許你會說: 這個 ExitThread 挺好用的; 其實不管是用 API 還是用 TThread 類寫多線程, 我們很少用到它; 因為:
1、假如直接使用 API 的 CreateThread, 它執(zhí)行完入口函數(shù)后會自動退出, 無需 ExitThread;
2、用 TThread 類建立的線程又絕不能使用 ExitThread 退出; 因為使用 TThread 建立線程時會同時分配更多資源(譬如你自定義的成員、還有它的祖先類(TObject)分配的資源等等), 如果用 ExitThread 給草草退出了, 這些資源將得不到釋放而導(dǎo)致內(nèi)存泄露. 盡管 Delphi 提供了 EndThread(其內(nèi)部調(diào)用 ExitThread), 這也不需要我們手動操作(假如非要手動操作也是件很麻煩的事情, 因為很多時候你不知道線程是什么時候執(zhí)行完畢的).
除了 CreateThread, 還有一個 CreateRemoteThread, 可在其他進(jìn)程中建立線程, 這不應(yīng)該是現(xiàn)在學(xué)習(xí)的重點(diǎn);
現(xiàn)在先集中精力把 CreateThread 的參數(shù)搞徹底.
倒著來吧, 先談?wù)?CreateThread 將要返回的 "線程句柄".
"句柄" 類似指針, 但通過指針可讀寫對象, 通過句柄只是使用對象;
有句柄的對象一般都是系統(tǒng)級別的對象(或叫內(nèi)核對象); 之所以給我們的是句柄而不是指針, 目的只有一個: "安全";
貌似通過句柄能做很多事情, 但一般把句柄提交到某個函數(shù)(一般是系統(tǒng)函數(shù))后, 我們也就到此為止很難了解更多了; 事實上是系統(tǒng)并不相信我們.
不管是指針還是句柄, 都不過是內(nèi)存中的一小塊數(shù)據(jù)(一般用結(jié)構(gòu)描述), 微軟并沒有公開句柄的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié), 猜一下它應(yīng)該包括: 真實的指針地址、訪問權(quán)限設(shè)置、引用計數(shù)等等.
既然 CreateThread 可以返回一個句柄, 說明線程屬于 "內(nèi)核對象".
實際上不管線程屬于哪個進(jìn)程, 它們在系統(tǒng)的懷抱中是平等的; 在優(yōu)先級(后面詳談)相同的情況下, 系統(tǒng)會在相同的時間間隔內(nèi)來運(yùn)行一下每個線程, 不過這個間隔很小很小, 以至于讓我們誤以為程序是在不間斷地運(yùn)行.
這時你應(yīng)該有一個疑問: 系統(tǒng)在去執(zhí)行其他線程的時候, 是怎么記住前一個線程的數(shù)據(jù)狀態(tài)的?
有這樣一個結(jié)構(gòu) TContext, 它基本上是一個 CPU 寄存器的集合, 線程是數(shù)據(jù)就是通過這個結(jié)構(gòu)切換的, 我們也可以通過 GetThreadContext 函數(shù)讀取寄存器看看.
附上這個結(jié)構(gòu) TContext(或叫: CONTEXT、_CONTEXT) 的定義:
PContext = ^TContext;
_CONTEXT = record
ContextFlags: DWORD;
Dr0: DWORD;
Dr1: DWORD;
Dr2: DWORD;
Dr3: DWORD;
Dr6: DWORD;
Dr7: DWORD;
FloatSave: TFloatingSaveArea;
SegGs: DWORD;
SegFs: DWORD;
SegEs: DWORD;
SegDs: DWORD;
Edi: DWORD;
Esi: DWORD;
Ebx: DWORD;
Edx: DWORD;
Ecx: DWORD;
Eax: DWORD;
Ebp: DWORD;
Eip: DWORD;
SegCs: DWORD;
EFlags: DWORD;
Esp: DWORD;
SegSs: DWORD;
end;
CreateThread 的最后一個參數(shù)是 "線程的 ID";
既然可以返回句柄, 為什么還要輸出這個 ID? 現(xiàn)在我知道的是:
1、線程的 ID 是唯一的; 而句柄可能不只一個, 譬如可以用 GetCurrentThread 獲取一個偽句柄、可以用 DuplicateHandle 復(fù)制一個句柄等等.
2、ID 比句柄更輕便.
在主線程中 GetCurrentThreadId、MainThreadID、MainInstance 獲取的都是主線程的 ID.
㈡、啟動選項
function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer;
dwStackSize: DWORD;
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine;
lpParameter: Pointer;
dwCreationFlags: DWORD; {啟動選項}
var lpThreadId: DWORD
): THandle; stdcall;0: 線程建立后立即執(zhí)行入口函數(shù);
CREATE_SUSPENDED: 線程建立后會掛起等待.
可用 ResumeThread 函數(shù)是恢復(fù)線程的運(yùn)行; 可用 SuspendThread 再次掛起線程.
這兩個函數(shù)的參數(shù)都是線程句柄, 返回值是執(zhí)行前的掛起計數(shù).
什么是掛起計數(shù)?
SuspendThread 會給這個數(shù) +1; ResumeThread 會給這個數(shù) -1; 但這個數(shù)最小是 0.
當(dāng)這個數(shù) = 0 時, 線程會運(yùn)行; > 0 時會掛起.
如果被 SuspendThread 多次, 同樣需要 ResumeThread 多次才能恢復(fù)線程的運(yùn)行.
在下面的例子中, 有新線程不斷給一個全局變量賦隨機(jī)值;
同時窗體上的 Timer 控件每隔 1/10 秒就把這個變量寫在窗體標(biāo)題;
在這個過程中演示了 ResumeThread、SuspendThread 兩個函數(shù).
//上面圖片中演示的代碼。
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
Button2: TButton;
Button3: TButton;
Timer1: TTimer;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
procedure Button3Click(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure Timer1Timer(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
var
hThread: THandle; {線程句柄}
num: Integer; {全局變量, 用于記錄隨機(jī)數(shù)}
{線程入口函數(shù)}
function MyThreadFun(p: Pointer): Integer; stdcall;
begin
while True do {假如線程不掛起, 這個循環(huán)將一直循環(huán)下去}
begin
num := Random(100);
end;
Result := 0;
end;
{建立并掛起線程}
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
hThread := CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, CREATE_SUSPENDED, ID);
Button1.Enabled := False;
end;
{喚醒并繼續(xù)線程}
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
ResumeThread(hThread);
end;
{掛起線程}
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
begin
SuspendThread(hThread);
end;
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
Timer1.Interval := 100;
end;
procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);
begin
Text := IntToStr(num);
end;
end.function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer;
dwStackSize: DWORD;
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine;
lpParameter: Pointer; {入口函數(shù)的參數(shù)}
dwCreationFlags: DWORD;
var lpThreadId: DWORD
): THandle; stdcall;運(yùn)行效果圖:
//上面演示的代碼
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs;
type
TForm1 = class(TForm)
procedure FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
var
pt: TPoint; {這個坐標(biāo)點(diǎn)將會已指針的方式傳遞給線程, 它應(yīng)該是全局的}
function MyThreadFun(p: Pointer): Integer; stdcall;
var
i: Integer;
pt2: TPoint; {因為指針參數(shù)給的點(diǎn)隨時都在變, 需用線程的局部變量存起來}
begin
pt2 := PPoint(p)^; {轉(zhuǎn)換}
for i := 0 to 1000000 do
begin
with Form1.Canvas do begin
Lock;
TextOut(pt2.X, pt2.Y, IntToStr(i));
Unlock;
end;
end;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
var
ID: DWORD;
begin
pt := Point(X, Y);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, @pt, 0, ID);
{下面這種寫法更好理解, 其實不必, 因為 PPoint 會自動轉(zhuǎn)換為 Pointer 的}
//CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, Pointer(@pt), 0, ID);
end;
end.這個例子還有不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤? 當(dāng)一個線程 Lock 窗體的 Canvas 時, 其他線程在等待; 線程在等待時, 其中的計數(shù)也還在增加. 這也就是說: 現(xiàn)在并沒有去處理線程的同步; 同步是多線程中最重要的課題, 快到了.
另外有個小技巧: 線程函數(shù)的參數(shù)是個 32 位(4個字節(jié))的指針, 僅就本例來講, 可以讓它的 "高16位" 和 "低16位" 分別攜帶 X 和 Y; 這樣就不需要哪個全局的 pt 變量了.
其實在 Windows 的消息中就是這樣傳遞坐標(biāo)的, 在 Windows 的消息中一般高字節(jié)是 Y、低字節(jié)是 X; 咱們這么來吧, 這樣還可以使用給消息準(zhǔn)備的一些方便的函數(shù).
重寫本例代碼(當(dāng)然運(yùn)行效果和窗體文件都是一樣的):
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs;
type
TForm1 = class(TForm)
procedure FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
function MyThreadFun(p: Pointer): Integer; stdcall;
var
i: Integer;
x,y: Word;
begin
x := LoWord(Integer(p));
y := HiWord(Integer(p));
{如果不使用 LoWord、HiWord 函數(shù)可以像下面這樣: }
//x := Integer(p);
//y := Integer(p) shr 16;
for i := 0 to 1000000 do
begin
with Form1.Canvas do begin
Lock;
TextOut(x, y, IntToStr(i));
Unlock;
end;
end;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.FormMouseUp(Sender: TObject; Button: TMouseButton;
Shift: TShiftState; X, Y: Integer);
var
ID: DWORD;
num: Integer;
begin
num := MakeLong(X, Y);
{如果不使用 MekeLong、MakeWParam、MakeLParam、MakeResult 等函數(shù), 可以像下面這樣: }
//num := Y shl 16 + X;
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, Ptr(num), 0, ID);
{上面的 Ptr 是專門將一個數(shù)字轉(zhuǎn)換為指針的函數(shù), 當(dāng)然也可以這樣: }
//CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, Pointer(num), 0, ID);
end;
end.function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer;
dwStackSize: DWORD;
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine; {入口函數(shù)的指針}
lpParameter: Pointer;
dwCreationFlags: DWORD;
var lpThreadId: DWORD
): THandle; stdcall;到了入口函數(shù)了, 學(xué)到這個地方, 我查了一個入口函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)定義, 這個函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)返回值應(yīng)該是 DWORD, 不過這函數(shù)在 Delphi 的 System 單元定義的是: TThreadFunc = function(Parameter: Pointer): Integer; 我以后會盡量使用 DWORD 做入口函數(shù)的返回值.
這個返回值有什么用呢?
等線程退出后, 我們用 GetExitCodeThread 函數(shù)獲取的退出碼就是這個返回值!
如果線程沒有退出, GetExitCodeThread 獲取的退出碼將是一個常量 STILL_ACTIVE (259); 這樣我們就可以通過退出碼來判斷線程是否已退出.
還有一個問題: 前面也提到過, 線程函數(shù)不能是某個類的方法! 假如我們非要線程去執(zhí)行類中的一個方法能否實現(xiàn)呢?
盡管可以用 Addr(類名.方法名) 或 MethodAddress('published 區(qū)的方法名') 獲取類中方法的地址, 但都不能當(dāng)做線程的入口函數(shù), 原因可能是因為類中的方法的地址是在實例化為對象時動態(tài)分配的.
后來換了個思路, 其實很簡單: 在線程函數(shù)中再調(diào)用方法不就得了, 估計 TThread 也應(yīng)該是這樣.
下面的例子就嘗試了用線程調(diào)用 TForm1 類中的方法, 并測試了退出碼的相關(guān)問題.
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
Button2: TButton;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
private
procedure FormProc; {準(zhǔn)備給線程使用的方法}
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
var
hThread: THandle;
{線程入口函數(shù)}
function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
begin
Form1.FormProc; {調(diào)用 TForm1 類的方法}
Result := 99; {這個返回值將成為線程的退出代碼, 99 是我隨意給的數(shù)字}
end;
{TForm1 的方法, 本例中是給線程的入口函數(shù)調(diào)用的}
procedure TForm1.FormProc;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 200000 do
begin
with Form1.Canvas do begin
Lock;
TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Unlock;
end;
end;
end;
{建立并執(zhí)行線程}
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
hThread := CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
end;
{獲取線程的退出代碼, 并判斷線程是否退出}
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
var
ExitCode: DWORD;
begin
GetExitCodeThread(hThread, ExitCode);
if hThread = 0 then
begin
Text := '線程還未啟動';
Exit;
end;
if ExitCode = STILL_ACTIVE then
Text := Format('線程退出代碼是: %d, 表示線程還未退出', [ExitCode])
else
Text := Format('線程已退出, 退出代碼是: %d', [ExitCode]);
end;
end.function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer;
dwStackSize: DWORD; {堆棧大小}
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine;
lpParameter: Pointer;
dwCreationFlags: DWORD;
var lpThreadId: DWORD
): THandle; stdcall;CreateThread 的第二個參數(shù)是分配給線程的堆棧大小.
這首先這可以讓我們知道: 每個線程都有自己獨(dú)立的堆棧(也擁有自己的消息隊列).
什么是堆棧? 其實堆是堆、棧是棧, 有時 "棧" 也被叫做 "堆棧".
它們都是進(jìn)程中的內(nèi)存區(qū)域, 主要是存取方式不同(棧:先進(jìn)后出; 堆:先進(jìn)先出);
"棧"(或叫堆棧)適合存取臨時而輕便的變量, 主要用來儲存局部變量; 譬如 for i := 0 to 99 do 中的 i 就只能存于棧中, 你把一個全局的變量用于 for 循環(huán)計數(shù)是不可以的.
現(xiàn)在我們知道了線程有自己的 "棧", 并且在建立線程時可以分配棧的大小.
前面所有的例子中, 這個值都是 0, 這表示使用系統(tǒng)默認(rèn)的大小, 默認(rèn)和主線程棧的大小一樣, 如果不夠用會自動增長;
那主線程的棧有多大? 這個值是可以設(shè)定的: Project -> Options -> linker -> memory size(如圖)
棧是私有的但堆是公用的, 如果不同的線程都來使用一個全局變量有點(diǎn)亂套;
為解決這個問題 Delphi 為我們提供了一個類似 var 的 ThreadVar 關(guān)鍵字, 線程在使用 ThreadVar 聲明的全局變量時會在各自的棧中留一個副本, 這樣就解決了沖突. 不過還是盡量使用局部變量, 或者在繼承 TThread 時使用類的成員變量, 因為 ThreadVar 的效率不好, 據(jù)說比局部變量能慢 10 倍.
在下面的例子就測試了用 var 和 ThreadVar 定義變量的不同.
使用 var 效果圖:
使用 ThreadVar 效果圖:
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
//var num: Integer; {全局變量}
threadvar num: Integer; {支持多線程的全局變量}
function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
var
py: Integer;
begin
py := Integer(p);
while True do
begin
Inc(num);
with Form1.Canvas do begin
Lock;
TextOut(20, py, IntToStr(num));
Unlock;
end;
Sleep(1000); {然線程掛起 1 秒鐘再繼續(xù)}
end;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
{借入口函數(shù)的參數(shù)傳遞了一個坐標(biāo)點(diǎn)中的 Y 值, 以讓各線程把結(jié)果輸出在不同位置}
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, Ptr(20), 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, Ptr(40), 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, Ptr(60), 0, ID);
end;
end.function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer; {安全設(shè)置}
dwStackSize: DWORD;
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine;
lpParameter: Pointer;
dwCreationFlags: DWORD;
var lpThreadId: DWORD
): THandle; stdcall;//TSecurityAttributes(又名: SECURITY_ATTRIBUTES、_SECURITY_ATTRIBUTES)
_SECURITY_ATTRIBUTES = record
nLength: DWORD; {結(jié)構(gòu)大小}
lpSecurityDescriptor: Pointer; {默認(rèn) nil; 這是另一個結(jié)構(gòu) TSecurityDescriptor 的指針}
bInheritHandle: BOOL; {默認(rèn) False, 表示不可繼承}
end;
//TSecurityDescriptor(又名: SECURITY_DESCRIPTOR、_SECURITY_DESCRIPTOR)
_SECURITY_DESCRIPTOR = record
Revision: Byte;
Sbz1: Byte;
Control: SECURITY_DESCRIPTOR_CONTROL;
Owner: PSID;
Group: PSID;
Sacl: PACL;
Dacl: PACL;
end;我覺得有必要在此刻了解的是: 建立系統(tǒng)內(nèi)核對象時一般都有這個屬性(TSecurityAttributes);
在接下來多線程的課題中要使用一些內(nèi)核對象, 不如先盤點(diǎn)一下, 到時碰到這個屬性時給個 nil 即可, 不必再費(fèi)神.
{建立事件}
function CreateEvent(
lpEventAttributes: PSecurityAttributes; {!}
bManualReset: BOOL;
bInitialState: BOOL;
lpName: PWideChar
): THandle; stdcall;
{建立互斥}
function CreateMutex(
lpMutexAttributes: PSecurityAttributes; {!}
bInitialOwner: BOOL;
lpName: PWideChar
): THandle; stdcall;
{建立信號}
function CreateSemaphore(
lpSemaphoreAttributes: PSecurityAttributes; {!}
lInitialCount: Longint;
lMaximumCount: Longint;
lpName: PWideChar
): THandle; stdcall;
{建立等待計時器}
function CreateWaitableTimer(
lpTimerAttributes: PSecurityAttributes; {!}
bManualReset: BOOL;
lpTimerName: PWideChar
): THandle; stdcall;
不過最簡單、最輕便(速度最快)的同步手段還是 CriticalSection(臨界區(qū)), 但它不屬于系統(tǒng)內(nèi)核對象, 當(dāng)然也就沒有句柄、沒有 TSecurityAttributes 這個安全屬性, 這也導(dǎo)致它不能跨進(jìn)程使用; 不過寫多線程時一般不用跨進(jìn)程, 所以 CriticalSection 應(yīng)該是最常用的同步手段.
二、臨界區(qū)。
先看一段程序, 代碼文件:
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
ListBox1: TListBox;
Button1: TButton;
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure Button1Click(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 99 do Form1.ListBox1.Items.Add(IntToStr(i));
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
end;
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
ListBox1.Align := alLeft;
end;
end.
能不能讓它們別打架, 一個完了另一個再來? 這就要用到多線程的同步技術(shù).
前面說過, 最簡單的同步手段就是 "臨界區(qū)".
先說這個 "同步"(Synchronize), 首先這個名字起的不好, 我們好像需要的是 "異步"; 其實異步也不準(zhǔn)確...
管它叫什么名字呢, 它的目的就是保證不沖突、有次序、都發(fā)生.
"臨界區(qū)"(CriticalSection): 當(dāng)把一段代碼放入一個臨界區(qū), 線程執(zhí)行到臨界區(qū)時就獨(dú)占了, 讓其他也要執(zhí)行此代碼的線程先等等; 這和前面用的 Lock 和 UnLock 差不多; 使用格式如下:
var CS: TRTLCriticalSection; {聲明一個 TRTLCriticalSection 結(jié)構(gòu)類型變量; 它應(yīng)該是全局的}
InitializeCriticalSection(CS); {初始化}
EnterCriticalSection(CS); {開始: 輪到我了其他線程走開}
LeaveCriticalSection(CS); {結(jié)束: 其他線程可以來了}
DeleteCriticalSection(CS); {刪除: 注意不能過早刪除}
//也可用 TryEnterCriticalSection 替代 EnterCriticalSection.
//用臨界區(qū)重寫后的代碼文件:
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
ListBox1: TListBox;
Button1: TButton;
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure FormDestroy(Sender: TObject);
procedure Button1Click(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
var
CS: TRTLCriticalSection;
function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
var
i: Integer;
begin
EnterCriticalSection(CS);
for i := 0 to 99 do Form1.ListBox1.Items.Add(IntToStr(i));
LeaveCriticalSection(CS);
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
end;
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
ListBox1.Align := alLeft;
InitializeCriticalSection(CS);
end;
procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
DeleteCriticalSection(CS);
end;
end.unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
ListBox1: TListBox;
Button1: TButton;
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure FormDestroy(Sender: TObject);
procedure Button1Click(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
uses SyncObjs;
var
CS: TCriticalSection;
function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
var
i: Integer;
begin
CS.Enter;
for i := 0 to 99 do Form1.ListBox1.Items.Add(IntToStr(i));
CS.Leave;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ID);
end;
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
ListBox1.Align := alLeft;
CS := TCriticalSection.Create;
end;
procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
CS.Free;
end;
end.一下子跳到等待函數(shù) WaitForSingleObject, 是因為下面的 Mutex、Semaphore、Event、WaitableTimer 等同步手段都要使用這個函數(shù); 不過等待函數(shù)可不止 WaitForSingleObject 它一個, 但它最簡單.
function WaitForSingleObject(
hHandle: THandle; {要等待的對象句柄}
dwMilliseconds: DWORD {等待的時間, 單位是毫秒}
): DWORD; stdcall; {返回值如下:}
WAIT_OBJECT_0 {等著了, 本例中是: 等的那個進(jìn)程終于結(jié)束了}
WAIT_TIMEOUT {等過了點(diǎn)(你指定的時間), 也沒等著}
WAIT_ABANDONED {好不容易等著了, 但人家還是不讓咱執(zhí)行; 這一般是互斥對象}
//WaitForSingleObject 的第二個參數(shù)一般給常數(shù)值 INFINITE, 表示一直等下去, 死等.
WaitForSingleObject 等待什么? 在多線程里就是等待另一個線程的結(jié)束, 快來執(zhí)行自己的代碼; 不過它可以等待的對象可不止線程; 這里先來一個等待另一個進(jìn)程結(jié)束的例子, 運(yùn)行效果圖:
//WaitForSingleObject的示例代碼文件:
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
var
hProcess: THandle; {進(jìn)程句柄}
{等待一個指定句柄的進(jìn)程什么時候結(jié)束}
function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
begin
if WaitForSingleObject(hProcess, INFINITE) = WAIT_OBJECT_0 then
Form1.Text := Format('進(jìn)程 %d 已關(guān)閉', [hProcess]);
Result := 0;
end;
{啟動一個進(jìn)程, 并建立新線程等待它的結(jié)束}
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
pInfo: TProcessInformation;
sInfo: TStartupInfo;
Path: array[0..MAX_PATH-1] of Char;
ThreadID: DWORD;
begin
{先獲取記事本的路徑}
GetSystemDirectory(Path, MAX_PATH);
StrCat(Path, '\notepad.exe');
{用 CreateProcess 打開記事本并獲取其進(jìn)程句柄, 然后建立線程監(jiān)視}
FillChar(sInfo, SizeOf(sInfo), 0);
if CreateProcess(Path, nil, nil, nil, False, 0, nil, nil, sInfo, pInfo) then
begin
hProcess := pInfo.hProcess; {獲取進(jìn)程句柄}
Text := Format('進(jìn)程 %d 已啟動', [hProcess]);
CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID); {建立線程監(jiān)視}
end;
end;
end.
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