delphi的多线程编程
多线程的基本概念
win 98/nt/2000/xp 是个多任务操作系统,也就是:一个进程可以划分为多个线程,
每个线程轮流占用cpu 运行时间和资源,或者说,把cpu 时间划成片,每个片分给不同的线
程,这样,每个线程轮流的“挂起”和“唤醒”,由于时间片很小,给人的感觉是同时运行的。
多线程带来如下好处:(自己阅读)
1)避免瓶颈;
2)并行操作;
3)提高效率;
在多线程中,通过优先级管理,可以使重要的程序优先操作,提高了任务管理的灵活性。
另一方面,在多cpu 系统中,可以把不同的线程在不同的cpu 中执行,真正做到同时处
理多任务(win 98 只是模拟的,而win/nt/2000是真正的多cpu同时操作)。
多线程的两个概念:
1) 进程:也称任务,程序载入内存,并分配资源,称为“一个进程”。注意:进程本
身并不一定要正在执行。进程由以下几部分组成:
a>一个私有的地址空间,它是进程可以使用的一组虚拟内存地址空间;
b>程序的相关代码、数据源;
c>系统资源,比如操作系统同步对象等;
d>至少包含一个线程(主线程);
2) 线程:是程序的执行单位(线程本身并不包括程序代码,真正拥有代码的是进程)
,每个进程至少包括一个线程,称为主线程,一个进程如果有多个线程,就可以共享同一进
程的资源,并可以并发执行。
线程是进程的一个执行单元,是操作系统分配cpu 时间的基本实体,线程主要由如下两
部分组成:
a>数据结构;
b>cpu 寄存器和堆栈;
一个进程中的线程,可以独立运行,也可以控制另一个线程的运行。
请注意:
多线程不能滥用,书上提到了多线程的几个缺点(自阅)。
1-2 tthread 对象
虽然windows 提供了比较多的多线程设计的api 函数,但是直接使用api 函数一方面极
其不方便,而且使用不当还容易出错。为解决这个问题,borland 公司率先推出了一种
tthread 对象,来解决多线程设计上的困难,简化了多线程问题的处理。
应该注意,tthread 对象是没有实例的,它和界面的交流,主要依靠主窗体(主vcl线程)
,这和其他对象使用上有些区别。
一、tthread 对象的主要方法
构造线程:
constructor create(createsuspended:boolean)
其中:createsuspended=true 构造但不唤醒
false 构造的同时即唤醒
也可以用如下方法
inheried create(createsuspended:boolean)
挂起线程:
suspend
(把线程挂起的次数加一)
唤醒线程:
resume
(注意:注意这个属性是把线程挂起的次数减一,当次数为0 时,即唤醒。也就是说,
线程挂起多少次,唤醒也需要多少次。同时挂起的时候将保持线程的地址指针不变,所以线
程挂起后再唤醒,将从挂起的地方开始运行)
析构(清除线程所占用的内存):
destroy
终止线程(后面会具体讨论):
terminate
二、线程应用的简单例子:
下面通过一个例子说明上述方法的应用。我们知道,循环是独占性最强的运行方式之一,
现在希望建立两个线程对象,实现循环的并行运行。具体方法如下:
file---new---thread object
这就自动在主form中建立了一个线程单元(在对话框里写上线程名字),默认的名字
是unit2。同样方法建立第二个线程单元unit3。
要注意的是:unit2和unit3中有一个给定的过程:
procedure object.execute;
begin
end;
其中的程序是线程唤醒后自动执行的程序,也可以在里面调用其他自定义的过程和函数。
这个过程的结束,意味着线程程序的结束。
为了构造线程,在interface的type区,定义一个构造过程:
type
object = class(tthread) //自动给出的,也可以直接改
private
protected
procedure execute; override;
public
constructor create; //自己写的
并且在implementation区域写上:
constructor object.create;
begin
inherited create(true);
end
其中object 为线程对象的名字。所以这么写,是希望在主form中调用这个构造过程。
create()的参数用true,表明构造出的线程为挂起状态。
注意一下,在同一个线程对象里,如果两次构造,将产生两个独立的线程,不但运行
是独立的,而且使用线程的局部变量也是独立的。但这里为了简化问题,还是建立了两个独
立的线程对象,而且两个循环数是不同的,在并行运算时容易判断出是两个不同的程序在运行。
假定我们给两个线程对象起的名字是:
mymath1
mymath2
这样在unit1,应该作如下声明:
implementation
<$r *.dfm>
uses unit2,unit3;
var thread1:mymath1;
thread2:mymath2;
这样在主线程,将可以通过这两个线程变量调用对应的线程方法。
在主线程区构造线程的方法是:
thread1:=mymath1.create;
thread2:=mymath2.create;
挂起:
thread1.suspend;
thread2.suspend;
唤醒:
thread1.resume;
thread2.resume;
析构:
thread1.destroy;
thread2.destroy;
这里需要说明的是,由于线程单元需要调用form的edit控件(对象),可以采用两种方法:
1) 在线程单元定义一个tedit对象,例如
edit4:tedit;
在execute过程内直接引用
但在unit1中一定要在formcreate过程里作一个赋值:
procedure tform1.formcreate(sender: tobject);
begin
thread1.edit4:=edit1;
end;
这样,就把第一线程的edit4与form上的edit1联系来。
2)在第二个线程中首先声明调用unti1,也就是要加上
uses unit1;
这样就可以在该线程单元直接调用主form的控件了,比如在unit3中可以写:
form1.edit2.text:=inttostr(i)
了解了这些基本规则,就可以写出比较复杂的多线程程序了。
还有一点要说明的,默认生成的线程单元,调用的单元只有一个:
uses classes;
这样,往往很多函数和对象在线程单元里不能使用,所以在必要时,应该根据需要user
相应的单元,这个例程为了简单,把大部分常用的单元都拷过去了,这并不是推荐的办法,因
为这样一来会使程序的垃圾过多,所以,一般要用什么拷什么。
三、常用的api 函数
在处理多线程问题的时候,也经常用到windows提供的api 函数,需要说明的是,tthread
对象内部封装的方法,其实主要也是调用api 函数,但是,考虑更全面,更安全。而直接调用
api 函数,往往会因为运用不当,出现一些不应有的错误。所以,我个人以为,只要用tthread
对象的方法能解决的,就不要直接调用api 函数,api 函数只应该在用在tthread 对象方法
解决不了的时候。
例如tthread 对象方法内部调用api 函数的时候,一般使用推荐的默认值,但需要更精细
的控制时,就可以直接使用api 函数。
其实,tthread 对象方法已经受到了大多数程序设计者的认可,比如,原来vb是不具备直
接处理多线程的能力的,但是,现在vb.net就宣称,它具备了简单处理多线程问题的能力,这就
很说明问题。
下面简单介绍几种api 函数,为了清晰方便,这里着重在于说明,函数正确的描述可以自己
阅读书上的例子和手册:
构建线程:
createthread(参数1,--安全属性(一般=nil,默认安全属性)
参数2,--线程堆栈尺(一般=0,与主线程相同长度,而且可以根据需要自动变化)
参数3,--指向函数名指针,@函数名,这个参数十分重要,不正确将无法调用成功。
参数4,--用户需要向线程传递的参数,是一个指向结构的指针,不需传递参数时,为nil。
参数5)--传入与线程有关的一些参数,例如:
create_suspended 创建一个挂起的线程;
0 创建后立即激活。
书上有这个函数应用的十分清晰的例子,可以自己阅读。
一般并不推荐使用 createtheard函数,而推荐使用rtl 库里的system单元中定义的
begintheard函数,因为这除了能创建一个线程和一个入口函数以外,还增加了几项保护措施,
具体的请参阅书上的第10页说明。
对应suspend(挂起)和resume(唤醒)的两个api 函数为:
function
suspendthread(hthread:thandle):dword;
function resumethread(hthread:thandle):dword;
其中,thandle被要求控制线程的句柄,函数调用成功,返回挂起的次数,调用不成功。
则返回0xffffffff。
四、线程的终止和退出:
1)自动退出:
一个线程从execute()过程中退出,即意味着线程的终止,此时将调用windows的
exitthread()函数来清除线程所占用的堆栈。如果线程对象的 freeonterminate 属性设为
true,则线程对象将自动删除,并释放线程所占用的资源。
这是消除线程对象最简单的办法。
2)受控退出:
利用线程对象的terminate属性,可以由进程或者由其他线程控制线程的退出。只需要
简单的调用该线程的terminate方法,并设直线程对象的terminate属性为true。在线程中,应
该不断监视terminate的值,一旦发现为true,则退出,例如在execute()过程中可以这样写:
while not terminate do
begin
........
end;
3)退出的api 函数:
关于线程退出的api 函数声明如下:code
function terminatethread(hthread:thandle;dwexitcode:dword);
不过,这个函数会使代码立刻终止,而不管程序中有没有
try....finally
机制,可能会导致错误,不到万不得已,最好不要使用。
4) 利用挂起线程的方法(suspend)
利用挂起线程的suspend方法,后面跟个free,也可以释放线程,例如:
thread1.suspend; //挂起
thread2.free; //释放
书上有相应的例子。
五、 线程的优先级:
在多线程的情况下,一般要根据线程执行任务的重要性,给线程适当的优先级,一般如
果量的线程同时申请cpu 时间,优先级高的线程优先。
在windows下,给线程的优先级分为30级,而delphi中tthread 对象相对简单的把优先
级分为七级。也就是在tthread中声明了一个枚举类型ttthreadpriority:
type
ttthreadpriority(tpidle,tplowest,tplower,tpnormal,tphight,tphighest,tptimecrital)
分别对应的是最低(系统空闲时有效,-15),较低(-2),低(-1),正常(普通0)
,高(1),较高(2),最高(15)。
其中tpidle和tptimecrital有些特殊,具体情况请阅读书上有关内容。
设置优先级可使用thread对象的priority属性:
threadobject.priority:=tthreadpriority(级别);
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