delphi的多线程编程

导读：
　　1-1 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);
　　这里给出了一个演示多线程优先级的实例：
　　1-3　 在数据库中使用多线程
　　一）使用ado模式
　　由于delphi 6.0的ado 数据源控件内置了多线程能力，所以，在ado模式下，使用多
　　线程不需要做更多的工作。用两个adotable控件，分别连到两个数据库，并且分别通过
　　datasource控件，与数据帮定控件联系就可以了，这样就可以实现前后台处理数据库问题。
　　二）使用bde模式和tseeion对象
　　如果需要使用bde 模式，那么多线程使用数据库，就要考虑session的问题。在单线程时，
　　每个数据源的建立就自动生成一个session， 这是这个数据源私有的关于数据库信息的文件。
　　但多线程时，必须统一管理，所以在bde 中专门提供了一个tsession对象，它可以同时管理不
　　同的databas数据源对象。
　　databas数据源可以接受来自不同数据平台的数据库。
　　数据库1---databas(2)----table(qurey)(3)---datasource
　　|　　　　　　　　　　　　 |
　　|　　　　　　　　　　　　 |
　　|---------　 tsession(1)
　　|　　　　　　　　　　　　 |
　　|　　　　　　　　　　　　 |
　　数据库2---databas(2)----table(qurey)(3)---datasource
　　方法：
　　1）tsession
　　属性：sessionname=名（自起）
　　active=true　　 （激活）
　　2）database（可以有多个）
　　属性：sessionname=tsession名
　　dataname=名（自起，作为table的标识）
　　aliasname=数据库别名
　　connected=true （激活）
　　3）table或qurey
　　属性：sessionname=tsession名（不要用默认值）
　　databasename=如果前面起了名，这里就会出现database
　　的名字。
　　tablename=表名
　　active=true （激活）
　　以后比如加入datasoucre和其他一样，这样就可以构造两个前后台处理的数据库管理系统了。
　　1-4 多线程的同步机制
　　同步机制，实际上是事件驱动机制，意思是让线程平时处于“休眠”状态，除非发生某
　　个事件才触发。
　　例如一个拷贝文件，拷贝线程完成一个程序块后，再唤醒进程条线程做一个格的填充。
　　研究多线程的同步机制的必要性在于，多线程同步工作时，如果同时调用相同的资源，
　　就可能会出现问题，一般读出是不会有问题的，但是，如果写入（全局变量、数据库），就会
　　发生冲突，甚至产生死锁和竞争问题。
　　一、使用synchronize方法
　　这个方法用于访问vcl 主线程所管理的资源，其方法的应用是：
　　第一步：把访问主窗口（或主窗口控件资源）的代码放到线程的一个方法中；
　　第二步：是在线程对象的execute方法中，通过synchronize方法使用该方法。
　　实例：
　　procedure theater.execute;
　　begin
　　synchronize(update);　　　　　
　　end;　　　
　　procedure theater.update;
　　begin
　　.........　　　　
　　end;　　　　　
　　这里通过 synchronize使线程方法update同步。
　　二、使用vcl类的look方法
　　在delphi的ide提供的构件中，有一些对象内部提供了线程的同步机制，工作线程可以
　　直接使用这些控件，比如：tfont，tpen，tbitmap，tmetafile，ticon等。另外，一个很重
　　要的控件对象叫tcanvas，提供了一个lock方法用于线程的同步，当一个线程使用此控件对象
　　的时候，首先调用这个对象的lock方法，然后对这个控件进行操作，完毕后再调用unlock方
　　法，释放对控间的控制权。
　　例如：
　　canversobject.look;
　　try
　　画图
　　finally
　　canversobject.unlock;
　　end;
　　<使用这个保护机制,保证不论有没有异常，unlock都会被执行否则很可能会发生死锁。
　　在多线程设计的时候，应该很注意发生死锁的问题>　　　　
　　
　　三、waitfor方法
　　当一个线程应该等待另一个线程结束时，可以调用waitfor方法。这个方法属于等待线
　　程对象，waitfor方法的原型如下:
　　function waitfor(const astring:string):string;
　　
　　比如在前面最基本的线程的例子中，唤醒线程的语句中加上
　　thread1.resume;
　　thread1.waitfor;
　　thread2.resume;
　　那么所有的线程都必须等待thread1运行完毕后才能运行，其中包括主线程，可以预想，
　　由于thread1调用了主窗体的edit控件，那么，在thread1运行中间，edie1也不会显示。
　　这就告诉我们，这样的代码是不能作为主线程的一部分的，如果与主窗体连接的线程内
　　等待另一个线程结束，而另一个线程又要等待访问用户界面，就可能是程序陷于死锁。
　　这点在应用的时候要谨慎。
　　四、利用windows的api 实现同步
　　windows api函数提供了很多同步技术，下面简要介绍。
　　1）临界区　　
　　使用线程的时候，遇到的一个基本的问题，就是多个线程访问同一个对象，比如访问相同
　　的文件、dll、相同的通讯资源，特别是数据库的访问，当多个线程对同一数据库字段写入的
　　时候，其结果会出现不确定性。
　　临界区用于解决这个问题，它可以保证线程使用敏感数据的时候，阻赛其他的线程访问
　　名干数据，使用时首先要初始化，其声明一个trtlcriticalsection类型的变量：
　　var
　　cs:trtlcriticalsection;
　　初始化：
　　initializecriticalsection(cs);
　　独占　　
　　entercriticalsection(cs);
　　解除独占
　　leavecriticalsection(cs);
　　使用临界区是比较方便而且概念比较清晰的的线程同步机制，应用比较广泛。
　　请注意，临界区只能在一个进程内使用，首先要标记出把数据作为临界区操作的那些代
　　码，在这部分代码执行前，计算机首先要查看一下全局记录，已确定是否有其它线程在临界
　　区中，同时也要查看这个临界区是否和第一个临界区相关，也就是说同一个程序中可能会有
　　几个不同的临界区，然后计算机再决定运行策略。
　　下面简单的实例说明临界区的用法：
　　《以下略》
　　2）互斥对象
　　3）信号量　　

本文转自
http://hi.baidu.com/pirateflag/blog/item/407410cb1d69a8f953664f00.html