Delphi 多线程编程（3）

多线程程处理
1-1 多线程的基本概念
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，--线程堆栈尺寸（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。

补充：软件开发 , Delphi ,