多線程編程(1) - 先入門(mén)再說(shuō)。
多線程應(yīng)該是編程工作者的基礎(chǔ)技能, 但這個(gè)基礎(chǔ)對(duì)我來(lái)講的確有點(diǎn)難(起碼昨天以前是這樣).
開(kāi)始本應(yīng)該是一篇洋洋灑灑的文字, 不過(guò)我還是提倡先做起來(lái), 在嘗試中去理解.
先試試這個(gè):
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
end;
end;
上面程序運(yùn)行時(shí), 我們的窗體基本是 "死" 的, 可以在你在程序運(yùn)行期間拖動(dòng)窗體試試...
Delphi 為我們提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法(Application.ProcessMessages)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Application.ProcessMessages;
end;
end;
這個(gè) Application.ProcessMessages; 一般用在比較費(fèi)時(shí)的循環(huán)中, 它會(huì)檢查并先處理消息隊(duì)列中的其他消息.
但這算不上多線程, 譬如: 運(yùn)行中你拖動(dòng)窗體, 循環(huán)會(huì)暫停下來(lái)...
在使用多線程以前, 讓我們先簡(jiǎn)單修改一下程序:
function MyFun: Integer;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Form1.Canvas.Lock;
Form1.Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Form1.Canvas.Unlock;
end;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
MyFun;
end;
細(xì)數(shù)上面程序的變化:
1、首先這還不是多線程的, 也會(huì)讓窗體假 "死" 一會(huì);
2、把執(zhí)行代碼寫(xiě)在了一個(gè)函數(shù)里, 但這個(gè)函數(shù)不屬于 TForm1 的方法, 所以使用 Canvas 是必須冠以名稱(Form1);
3、既然是個(gè)函數(shù), (不管是否必要)都應(yīng)該有返回值;
4、使用了 500001 次 Lock 和 Unlock.
Canvas.Lock 好比在說(shuō): Canvas(繪圖表面)正忙著呢, 其他想用 Canvas 的等會(huì);
Canvas.Unlock : 用完了, 解鎖!
在 Canvas 中使用 Lock 和 Unlock 是個(gè)好習(xí)慣, 在不使用多線程的情況下這無(wú)所謂, 但保不準(zhǔn)哪天程序會(huì)擴(kuò)展為多線程的; 我們現(xiàn)在學(xué)習(xí)多線程, 當(dāng)然應(yīng)該用.
在 Delphi 中使用多線程有兩種方法: 調(diào)用 API、使用 TThread 類(lèi); 使用 API 的代碼更簡(jiǎn)單.
function MyFun(p: Pointer): Integer; stdcall;
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Form1.Canvas.Lock;
Form1.Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Form1.Canvas.Unlock;
end;
Result := 0;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: THandle;
begin
CreateThread(nil, 0, @MyFun, nil, 0, ID);
end;
代碼分析:
CreateThread 一個(gè)線程后, 算上原來(lái)的主線程, 這樣程序就有兩個(gè)線程、是標(biāo)準(zhǔn)的多線程了;
CreateThread 第三個(gè)參數(shù)是函數(shù)指針, 新線程建立后將立即執(zhí)行該函數(shù), 函數(shù)執(zhí)行完畢, 系統(tǒng)將銷(xiāo)毀此線程從而結(jié)束多線程的故事.
CreateThread 要使用的函數(shù)是系統(tǒng)級(jí)別的, 不能是某個(gè)類(lèi)(譬如: TForm1)的方法, 并且有嚴(yán)格的格式(參數(shù)、返回值)要求, 不管你暫時(shí)是不是需要都必須按格式來(lái);
因?yàn)槭窍到y(tǒng)級(jí)調(diào)用, 還要綴上 stdcall, stdcall 是協(xié)調(diào)參數(shù)順序的, 雖然這里只有一個(gè)參數(shù)沒(méi)有順序可言, 但這是使用系統(tǒng)函數(shù)的慣例.
CreateThread 還需要一個(gè) var 參數(shù)來(lái)接受新建線程的 ID, 盡管暫時(shí)沒(méi)用, 但這也是格式; 其他參數(shù)以后再說(shuō)吧.
這樣一個(gè)最簡(jiǎn)單的多線程程序就出來(lái)了, 咱們?cè)儆?TThread 類(lèi)實(shí)現(xiàn)一次
type
TMyThread = class(TThread)
protected
procedure Execute; override;
end;
procedure TMyThread.Execute;
var
i: Integer;
begin
FreeOnTerminate := True; {這可以讓線程執(zhí)行完畢后隨即釋放}
for i := 0 to 500000 do
begin
Form1.Canvas.Lock;
Form1.Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
Form1.Canvas.Unlock;
end;
end;
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
TMyThread.Create(False);
end;
TThread 類(lèi)有一個(gè)抽象方法(Execute), 因而是個(gè)抽象類(lèi), 抽象類(lèi)只能繼承使用, 上面是繼承為 TMyThread.
繼承 TThread 主要就是實(shí)現(xiàn)抽象方法 Execute(把我們的代碼寫(xiě)在里面), 等我們的 TMyThread 實(shí)例化后, 首先就會(huì)執(zhí)行 Execute 方法中的代碼.
按常規(guī)我們一般這樣去實(shí)例化:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
MyThread: TMyThread;
begin
MyThread := TMyThread.Create(False);
end;
因?yàn)?MyThread 變量在這里毫無(wú)用處(并且編譯器還有提示), 所以不如直接寫(xiě)做 TMyThread.Create(False);
我們還可以輕松解決一個(gè)問(wèn)題, 如果: TMyThread.Create(True) ?
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
MyThread: TMyThread;
begin
MyThread := TMyThread.Create(True);
MyThread.Resume;
end;
//可簡(jiǎn)化為:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
with TMyThread.Create(True) do Resume;
end;
使用 TThread 類(lèi)時(shí), Delphi 有提供的模板, 但用 IDE 寫(xiě)代碼很方便, 我重寫(xiě)一遍錄下來(lái)給大家看:
多線程編程(1) - 先入門(mén)再說(shuō)
期間使用了 Ctrl+J、Shift+Ctrl+C、Ctrl+Alt+P 等快捷鍵.
重要的修正與補(bǔ)充: 在 TThread 類(lèi)的例子中, 應(yīng)該有這句: FreeOnTerminate := True; (原來(lái)漏掉, 代碼中已加上; 但動(dòng)畫(huà)加不上了).
先說(shuō)它什么意思:
類(lèi) Create 了就要 Free;
但 TThread(的子類(lèi)) 有特殊性, 很多時(shí)候我們不能確定新建的線程什么時(shí)候執(zhí)行完(也就是什么時(shí)候該釋放);
如果線程執(zhí)行完畢自己知道釋放就好了, 所以 TThread 給了一個(gè)布爾屬性 FreeOnTerminate, 如果為 True, 線程執(zhí)行完畢后就會(huì)自釋放.
我怎么會(huì)忽略了這么重要的問(wèn)題呢? 原因有二:
1、我一直在追求最精煉的代碼;
2、我手頭上不只一本書(shū)上介紹說(shuō): FreeOnTerminate 的默認(rèn)值是 True(錯(cuò)誤!), 經(jīng)落實(shí), 應(yīng)該是 False, 起碼在 Delphi 2007 和 2009 中是這樣; 或許以前的某個(gè)版本和現(xiàn)在不一樣
多線程編程(2) - 從 CreateThread 說(shuō)起。
function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer; {安全設(shè)置}
dwStackSize: DWORD; {堆棧大小}
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine; {入口函數(shù)}
lpParameter: Pointer; {函數(shù)參數(shù)}
dwCreationFlags: DWORD; {啟動(dòng)選項(xiàng)}
var lpThreadId: DWORD {輸出線程 ID }
): THandle; stdcall; {返回線程句柄}
在 Windows 上建立一個(gè)線程, 離不開(kāi) CreateThread 函數(shù);
TThread.Create 就是先調(diào)用了 BeginThread (Delphi 自定義的), BeginThread 又調(diào)用的 CreateThread.
既然有建立, 就該有釋放, CreateThread 對(duì)應(yīng)的釋放函數(shù)是: ExitThread, 譬如下面代碼:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
ExitThread(0); {此句即可退出當(dāng)前程序, 但不建議這樣使用}
end;
代碼注釋:
當(dāng)前程序是一個(gè)進(jìn)程, 進(jìn)程只是一個(gè)工作環(huán)境, 線程是工作者;
每個(gè)進(jìn)程都會(huì)有一個(gè)啟動(dòng)線程(或叫主線程), 也就是說(shuō): 我們之前大量的編碼都是寫(xiě)給這個(gè)主線程的;
上面的 ExitThread(0); 就是退出這個(gè)主線程;
系統(tǒng)不允許一個(gè)沒(méi)有線程的進(jìn)程存在, 所以程序就退出了.
另外: ExitThread 函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)退出碼, 這個(gè)退出碼是給之后的其他函數(shù)用的, 這里隨便給個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)即可.
或許你會(huì)說(shuō): 這個(gè) ExitThread 挺好用的; 其實(shí)不管是用 API 還是用 TThread 類(lèi)寫(xiě)多線程, 我們很少用到它; 因?yàn)?
1、假如直接使用 API 的 CreateThread, 它執(zhí)行完入口函數(shù)后會(huì)自動(dòng)退出, 無(wú)需 ExitThread;
2、用 TThread 類(lèi)建立的線程又絕不能使用 ExitThread 退出; 因?yàn)槭褂?TThread 建立線程時(shí)會(huì)同時(shí)分配更多資源(譬如你自定義的成員、還有它的祖先類(lèi)(TObject)分配的資源等等), 如果用 ExitThread 給草草退出了, 這些資源將得不到釋放而導(dǎo)致內(nèi)存泄露. 盡管 Delphi 提供了 EndThread(其內(nèi)部調(diào)用 ExitThread), 這也不需要我們手動(dòng)操作(假如非要手動(dòng)操作也是件很麻煩的事情, 因?yàn)楹芏鄷r(shí)候你不知道線程是什么時(shí)候執(zhí)行完畢的).
除了 CreateThread, 還有一個(gè) CreateRemoteThread, 可在其他進(jìn)程中建立線程, 這不應(yīng)該是現(xiàn)在學(xué)習(xí)的重點(diǎn);
現(xiàn)在先集中精力把 CreateThread 的參數(shù)搞徹底.
倒著來(lái)吧, 先談?wù)?CreateThread 將要返回的 "線程句柄".
"句柄" 類(lèi)似指針, 但通過(guò)指針可讀寫(xiě)對(duì)象, 通過(guò)句柄只是使用對(duì)象;
有句柄的對(duì)象一般都是系統(tǒng)級(jí)別的對(duì)象(或叫內(nèi)核對(duì)象); 之所以給我們的是句柄而不是指針, 目的只有一個(gè): "安全";
貌似通過(guò)句柄能做很多事情, 但一般把句柄提交到某個(gè)函數(shù)(一般是系統(tǒng)函數(shù))后, 我們也就到此為止很難了解更多了; 事實(shí)上是系統(tǒng)并不相信我們.
不管是指針還是句柄, 都不過(guò)是內(nèi)存中的一小塊數(shù)據(jù)(一般用結(jié)構(gòu)描述), 微軟并沒(méi)有公開(kāi)句柄的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié), 猜一下它應(yīng)該包括: 真實(shí)的指針地址、訪問(wèn)權(quán)限設(shè)置、引用計(jì)數(shù)等等.
既然 CreateThread 可以返回一個(gè)句柄, 說(shuō)明線程屬于 "內(nèi)核對(duì)象".
實(shí)際上不管線程屬于哪個(gè)進(jìn)程, 它們?cè)谙到y(tǒng)的懷抱中是平等的; 在優(yōu)先級(jí)(后面詳談)相同的情況下, 系統(tǒng)會(huì)在相同的時(shí)間間隔內(nèi)來(lái)運(yùn)行一下每個(gè)線程, 不過(guò)這個(gè)間隔很小很小, 以至于讓我們誤以為程序是在不間斷地運(yùn)行.
這時(shí)你應(yīng)該有一個(gè)疑問(wèn): 系統(tǒng)在去執(zhí)行其他線程的時(shí)候, 是怎么記住前一個(gè)線程的數(shù)據(jù)狀態(tài)的?
有這樣一個(gè)結(jié)構(gòu) TContext, 它基本上是一個(gè) CPU 寄存器的**, 線程是數(shù)據(jù)就是通過(guò)這個(gè)結(jié)構(gòu)切換的, 我們也可以通過(guò) GetThreadContext 函數(shù)讀取寄存器看看.
附上這個(gè)結(jié)構(gòu) TContext(或叫: CONTEXT、_CONTEXT) 的定義
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