Delphi中的线程类
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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。    
6、 等待线程结束要用WaitFor方法。
 
                    
                     
                    
                 
                    
                
 
                
            
         
         浙公网安备 33010602011771号
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