delphi2010多线程编程教程
多线程编程(1) - 先入门再说。
多线程应该是编程工作者的基础技能, 但这个基础对我来讲的确有点难(起码昨天以前是这样).
开始本应该是一篇洋洋洒洒的文字, 不过我还是提倡先做起来, 在尝试中去理解.
先试试这个:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
i: Integer;
begin
for i := 0 to 500000 do
begin
Canvas.TextOut(10, 10, IntToStr(i));
end;
end;
上面程序运行时, 我们的窗体基本是 "死" 的, 可以在你在程序运行期间拖动窗体试试...
Delphi 为我们提供了一个简单的办法(Application.ProcessMessages)来解决这个问题:
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;
这个 Application.ProcessMessages; 一般用在比较费时的循环中, 它会检查并先处理消息队列中的其他消息.
但这算不上多线程, 譬如: 运行中你拖动窗体, 循环会暂停下来... 在使用多线程以前, 让我们先简单修改一下程序:
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;
细数上面程序的变化:
1、首先这还不是多线程的, 也会让窗体假 "死" 一会;
2、把执行代码写在了一个函数里, 但这个函数不属于 TForm1 的方法, 所以使用 Canvas 是必须冠以名称(Form1);
3、既然是个函数, (不管是否必要)都应该有返回值;
4、使用了 500001 次 Lock 和 Unlock.
Canvas.Lock 好比在说: Canvas(绘图表面)正忙着呢, 其他想用 Canvas 的等会;
Canvas.Unlock : 用完了, 解锁!
在 Canvas 中使用 Lock 和 Unlock 是个好习惯, 在不使用多线程的情况下这无所谓, 但保不准哪天程序会扩展为多线程的; 我们现在学习多线程, 当然应该用.
在 Delphi 中使用多线程有两种方法: 调用 API、使用 TThread 类; 使用 API 的代码更简单.
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;
代码分析:
CreateThread 一个线程后, 算上原来的主线程, 这样程序就有两个线程、是标准的多线程了; CreateThread 第三个参数是函数指针, 新线程建立后将立即执行该函数, 函数执行完毕, 系统将销毁此线程从而结束多线程的故事.
CreateThread 要使用的函数是系统级别的, 不能是某个类(譬如: TForm1)的方法, 并且有严格的格式(参数、返回值)要求, 不管你暂时是不是需要都必须按格式来;
因为是系统级调用, 还要缀上 stdcall, stdcall 是协调参数顺序的, 虽然这里只有一个参数没有顺序可言, 但这是使用系统函数的惯例.
CreateThread 还需要一个 var 参数来接受新建线程的 ID, 尽管暂时没用, 但这也是格式; 其他参数以后再说吧.
这样一个最简单的多线程程序就出来了, 咱们再用 TThread 类实现一次
type TMyThread = class(TThread) protected procedure Execute; override; end; procedure TMyThread.Execute; var i: Integer; begin FreeOnTerminate := True; {这可以让线程执行完毕后随即释放} 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 类有一个抽象方法(Execute), 因而是个抽象类, 抽象类只能继承使用, 上面是继承为 TMyThread.
继承 TThread 主要就是实现抽象方法 Execute(把我们的代码写在里面), 等我们的 TMyThread 实例化后, 首先就会执行 Execute 方法中的代码.
按常规我们一般这样去实例化:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var MyThread: TMyThread; begin MyThread := TMyThread.Create(False); end;
因为 MyThread 变量在这里毫无用处(并且编译器还有提示), 所以不如直接写做 TMyThread.Create(False);
我们还可以轻松解决一个问题, 如果: TMyThread.Create(True) ?
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); var MyThread: TMyThread; begin MyThread := TMyThread.Create(True); MyThread.Resume; end; //可简化为: procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); begin with TMyThread.Create(True) do Resume; end;
使用 TThread 类时, Delphi 有提供的模板, 但用 IDE 写代码很方便, 我重写一遍录下来给大家看:
多线程编程(1) - 先入门再说
期间使用了 Ctrl+J、Shift+Ctrl+C、Ctrl+Alt+P 等快捷键.
重要的修正与补充: 在 TThread 类的例子中, 应该有这句: FreeOnTerminate := True; (原来漏掉, 代码中已加上; 但动画加不上了).
先说它什么意思:
类 Create 了就要 Free;
但 TThread(的子类) 有特殊性, 很多时候我们不能确定新建的线程什么时候执行完(也就是什么时候该释放);
如果线程执行完毕自己知道释放就好了, 所以 TThread 给了一个布尔属性 FreeOnTerminate, 如果为 True, 线程执行完毕后就会自释放.
我怎么会忽略了这么重要的问题呢? 原因有二:
1、我一直在追求最精炼的代码;
2、我手头上不只一本书上介绍说: FreeOnTerminate 的默认值是 True(错误!), 经落实, 应该是 False, 起码在 Delphi 2007 和 2009 中是这样; 或许以前的某个版本和现在不一样
多线程编程(2) - 从 CreateThread 说起。
function CreateThread( lpThreadAttributes: Pointer; {安全设置} dwStackSize: DWORD; {堆栈大小} lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine; {入口函数} lpParameter: Pointer; {函数参数} dwCreationFlags: DWORD; {启动选项} var lpThreadId: DWORD {输出线程 ID } ): THandle; stdcall; {返回线程句柄} 在 Windows 上建立一个线程, 离不开 CreateThread 函数;
在 Windows 上建立一个线程, 离不开 CreateThread 函数;
TThread.Create 就是先调用了 BeginThread (Delphi 自定义的), BeginThread 又调用的 CreateThread.
既然有建立, 就该有释放, CreateThread 对应的释放函数是: ExitThread, 譬如下面代码:
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject); begin ExitThread(0); {此句即可退出当前程序, 但不建议这样使用} end;
代码注释: 当前程序是一个进程, 进程只是一个工作环境, 线程是工作者; 每个进程都会有一个启动线程(或叫主线程), 也就是说: 我们之前大量的编码都是写给这个主线程的; 上面的 ExitThread(0); 就是退出这个主线程; 系统不允许一个没有线程的进程存在, 所以程序就退出了. 另外: ExitThread 函数的参数是一个退出码, 这个退出码是给之后的其他函数用的, 这里随便给个无符号整数即可. 或许你会说: 这个 ExitThread 挺好用的; 其实不管是用 API 还是用 TThread 类写多线程, 我们很少用到它; 因为: 1、假如直接使用 API 的 CreateThread, 它执行完入口函数后会自动退出, 无需 ExitThread;
2、用 TThread 类建立的线程又绝不能使用 ExitThread 退出; 因为使用 TThread 建立线程时会同时分配更多资源(譬如你自定义的成员、还有它的祖先类(TObject)分配的资源等等), 如果用 ExitThread 给草草退出了, 这些资源将得不到释放而导致内存泄露. 尽管 Delphi 提供了 EndThread(其内部调用 ExitThread), 这也不需要我们手动操作(假如非要手动操作也是件很麻烦的事情, 因为很多时候你不知道线程是什么时候执行完毕的). 除了 CreateThread, 还有一个 CreateRemoteThread, 可在其他进程中建立线程, 这不应该是现在学习的重点; 现在先集中精力把 CreateThread 的参数搞彻底. 倒着来吧, 先谈谈 CreateThread 将要返回的 "线程句柄". "句柄" 类似指针, 但通过指针可读写对象, 通过句柄只是使用对象; 有句柄的对象一般都是系统级别的对象(或叫内核对象); 之所以给我们的是句柄而不是指针, 目的只有一个: "安全"; 貌似通过句柄能做很多事情, 但一般把句柄提交到某个函数(一般是系统函数)后, 我们也就到此为止很难了解更多了; 事实上是系统并不相信我们. 不管是指针还是句柄, 都不过是内存中的一小块数据(一般用结构描述), 微软并没有公开句柄的结构细节, 猜一下它应该包括: 真实的指针地址、访问权限设置、引用计数等等.
既然 CreateThread 可以返回一个句柄, 说明线程属于 "内核对象". 实际上不管线程属于哪个进程, 它们在系统的怀抱中是平等的; 在优先级(后面详谈)相同的情况下, 系统会在相同的时间间隔内来运行一下每个线程, 不过这个间隔很小很小, 以至于让我们误以为程序是在不间断地运行. 这时你应该有一个疑问: 系统在去执行其他线程的时候, 是怎么记住前一个线程的数据状态的?
有这样一个结构 TContext, 它基本上是一个 CPU 寄存器的**, 线程是数据就是通过这个结构切换的, 我们也可以通过 GetThreadContext 函数读取寄存器看看.
附上这个结构 TContext(或叫: CONTEXT、_CONTEXT) 的定义Context = ^TContext;
_CONTEXT = record
ContextFlags: DWORD;
Dr0: DWORD;
Dr1: DWORD;
Dr2: DWORD;
Dr3: DWORD;
Dr6: DWORD;
Dr7: DWORD;
FloatSave: TFloatingSaveArea;
SegGs: DWORD;
SegFs: DWORD;
SegEs: DWORD;
SegDs: DWORD;
Edi: DWORD;
Esi: DWORD;
Ebx: DWORD;
Edx: DWORD;
Ecx: DWORD;
Eax: DWORD;
Ebp: DWORD;
Eip: DWORD;
SegCs: DWORD;
EFlags: DWORD;
Esp: DWORD;
SegSs: DWORD;
end;
CreateThread 的最后一个参数是 "线程的 ID";
既然可以返回句柄, 为什么还要输出这个 ID? 现在我知道的是:
1、线程的 ID 是唯一的; 而句柄可能不只一个, 譬如可以用 GetCurrentThread 获取一个伪句柄、可以用 DuplicateHandle 复制一个句柄等等.
2、ID 比句柄更轻便.
在主线程中 GetCurrentThreadId、MainThreadID、MainInstance 获取的都是主线程的 ID.
啰哩啰嗦一大些, 才说了 CreateThread 一个参数, 下篇继续.
线程的学习还在入门中, 把我的理解写在这, 最期望的收获是得到指正.
多线程编程(3) - 从 CreateThread 说起[续]。
function CreateThread(
lpThreadAttributes: Pointer;
dwStackSize: DWORD;
lpStartAddress: TFNThreadStartRoutine;
lpParameter: Pointer;
dwCreationFlags: DWORD; {启动选项}
var lpThreadId: DWORD
): THandle; stdcall;
CreateThread 的倒数第二个参数 dwCreationFlags(启动选项) 有两个可选值:
0: 线程建立后立即执行入口函数;
CREATE_SUSPENDED: 线程建立后会挂起等待.
可用 ResumeThread 函数是恢复线程的运行; 可用 SuspendThread 再次挂起线程.
这两个函数的参数都是线程句柄, 返回值是执行前的挂起计数.
什么是挂起计数?
SuspendThread 会给这个数 +1; ResumeThread 会给这个数 -1; 但这个数最小是 0.
当这个数 = 0 时, 线程会运行; > 0 时会挂起.
如果被 SuspendThread 多次, 同样需要 ResumeThread 多次才能恢复线程的运行.
在下面的例子中, 有新线程不断给一个全局变量赋随机值;
同时窗体上的 Timer 控件每隔 1/10 秒就把这个变量写在窗体标题;
在这个过程中演示了 ResumeThread、SuspendThread 两个函数.
运行效果图:
代码文件:unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls, ExtCtrls;
type
TForm1 = class(TForm)
Button1: TButton;
Button2: TButton;
Button3: TButton;
Timer1: TTimer;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
procedure Button2Click(Sender: TObject);
procedure Button3Click(Sender: TObject);
procedure FormCreate(Sender: TObject);
procedure Timer1Timer(Sender: TObject);
end;
var
Form1: TForm1;
implementation
{$R *.dfm}
var
hThread: THandle; {线程句柄}
num: Integer; {全局变量, 用于记录随机数}
{线程入口函数}
function MyThreadFun(p: Pointer): Integer; stdcall;
begin
while True do {假如线程不挂起, 这个循环将一直循环下去}
begin
num := Random(100);
end;
Result := 0;
end;
{建立并挂起线程}
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
ID: DWORD;
begin
hThread := CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, CREATE_SUSPENDED, ID);
Button1.Enabled := False;
end;
{唤醒并继续线程}
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
ResumeThread(hThread);
end;
{挂起线程}
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
begin
SuspendThread(hThread);
end;
{下面是窗体代码}
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
Timer1.Interval := 100;
end;
procedure TForm1.Timer1Timer(Sender: TObject);
begin
Text := IntToStr(num);
end;
end.