delphi中的线程类
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。 整个线程的执行过程如下图所示:
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
[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
EThread.CreateResFmt(@SThreadCreateError,