DELPHI中多線程研究

一、進(jìn)程與線程

一個操作系統(tǒng)有多個進(jìn)程在同時進(jìn)行，而一個進(jìn)程又會有多個線程在同時進(jìn)行，每個線程都有自己的執(zhí)行狀態(tài)和獨立的上下文結(jié)構(gòu)（保存在線程控制塊中）及執(zhí)行棧（用戶棧、系統(tǒng)棧），同一進(jìn)程中的線程通過各種同步機(jī)制（如臨界區(qū)、事件、互斥量、信號燈等）來實現(xiàn)對共享資源的訪問。

二、Delphi中的多線程機(jī)制

Delphi編譯環(huán)境的核心是可以直接調(diào)用幾乎所有的Windows API函數(shù)。通常是通過過程調(diào)用一系列外部模塊來實現(xiàn)，其最大的優(yōu)點是利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)支持。通過對Delphi中類實現(xiàn)的源代碼分析，可以從中了解到類的構(gòu)造過程及功能的實現(xiàn)，以便更有效的利用其提供的線程類完成多線程程序設(shè)計。

Delphi中多線程技術(shù)的實現(xiàn)是通過TThread類來封裝Windows API的有關(guān)線程操作的編程接口。TThread類繼承自TOb-ject，除繼承父類的成員外還定義了一些屬性和方法，主要分為線程對象屬性、線程對象方法、線程對象事件處理三類：

（1）線程對象屬性（Properties）：

FatalException異常處理對象

FreeOnTerminate布爾量，決定線程結(jié)束時是否清除

Handle線程句柄

Priority線程優(yōu)先級

ReturnValue線程返回值

Suspended布爾量，判斷線程是否已掛起

Terminated布爾量，判斷線程是否需要結(jié)束

ThreadID線程全局唯一的標(biāo)記

（2）線程對象方法（Methods）：

AfterConstruction對象創(chuàng)建后運行，重載自父類

Create創(chuàng)建線程對象構(gòu)造器

Destroy釋放線程對象析構(gòu)器

DoTerminate釋放線程前調(diào)用用戶的清除例程

Execute線程執(zhí)行，虛類函數(shù)，子類需重載

Resume使線程重新執(zhí)行

Suspend掛起運行線程

Synchronize線程間操作同步

Terminate置線程終止標(biāo)記

WaitFor等待線程結(jié)束

（其它繼承自父類TObject對象）

（3）線程對象事件處理（Events）：

onTerminate線程結(jié)束前調(diào)用的方法指針

2.1線程的創(chuàng)建、運行和終止

線程類調(diào)用繼承自父類的構(gòu)造器（con-structor Create）創(chuàng)建對象實例，接著調(diào)用線程管理例程的Addthread全局例程將全局線程記數(shù)值加1，隨后即通過線程管理例程中的BeginThread全局例程調(diào)用Windows API函數(shù)Createthread，以參數(shù)形式向其傳入線程運行主函數(shù)Threadproc。在此之前還將全局變量IsMultiThread置為真，以用于各線程安全地訪問內(nèi)存管理器實現(xiàn)多線程保護(hù)。值得注意的是，線程類在創(chuàng)建內(nèi)核線程對象時總是將其置為掛起狀態(tài)（為保證線程對象初始化安全），而在其AfterConstruction（重載其父類的方法）中，即在線程類的對象創(chuàng)建后，在判斷CreateOnsuspend的保護(hù)變量后，調(diào)用Resume方法使線程開始運行。其次，線程運行主函數(shù)Threadproc代表了線程執(zhí)行的全過程。當(dāng)其開始運行時，直接調(diào)用TThread的Execute虛方法（線程的主要執(zhí)行部分），線程執(zhí)行完畢后，置線程結(jié)束標(biāo)記。執(zhí)行DoTerminate方法運行CallOnterminate調(diào)用用戶事件處理掛鉤Onterminte處理用戶線程結(jié)束前的清理工作。若選擇FreeOnTermi-nate屬性為真，則線程運行完成后，將通過Free方法調(diào)用析構(gòu)器Destory釋放線程對象，關(guān)閉線程句柄，將全局線程記數(shù)減1，最后通過線程管理例程的EndThread調(diào)用API函數(shù)ExitThread通知操作系統(tǒng)線程結(jié)束。

2.2線程的狀態(tài)切換操作

Delphi中使用私有方法GetPriority和SetPriority獲取和設(shè)置線程優(yōu)先級（封裝Windows API的GetThreadPriority和Set-ThreadPriority）。但動態(tài)改變線程的優(yōu)先級對線程的執(zhí)行有潛在的危險，不慎重地提高優(yōu)先級可能會造成處理器資源分配的不合理，使某些線程始終得不到處理器時間。最好是在線程構(gòu)造器中創(chuàng)建線程對象后初始化正確的線程優(yōu)先級。當(dāng)用戶需要掛起運行線程時，通過公有方法Suspend設(shè)置線程掛起標(biāo)記，調(diào)用API函數(shù)SuspendThread掛起執(zhí)行線程。喚醒線程時，使用封裝了API函數(shù)Re-sumeThread的公有Resume方法實現(xiàn)。運行的線程是可以多次掛起和重新執(zhí)行的。

2.3線程間的同步

多個線程在同一進(jìn)程空間內(nèi)共享進(jìn)程資源帶來方便的同時，也不可避免的帶來各線程間的同步問題。在Delphi環(huán)境內(nèi)，有些對象對于多線程應(yīng)用不一定是安全的，其中，帶Session部件的數(shù)據(jù)庫組件、圖形對象（如Tfont、Tpen、Canvas等）、對象的構(gòu)造和析構(gòu)本身、分配內(nèi)存等是線程安全的。而可視組件庫VCL中有關(guān)圖形設(shè)備接口GDI的屬性和方法不是線程安全的。

三、結(jié)束語

本文描述了多線程的概念及在Delphi環(huán)境中的多線程機(jī)制，剖析了Delphi的線程類的實現(xiàn)過程，為設(shè)計有關(guān)Delphi的相關(guān)程序打下了一定的基礎(chǔ)。