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Delphi-多线程编程[1]认识多线程

原作者: [db:作者] 来自: [db:来源] 收藏 邀请

本例效果图:

新建应用程序(先来个单线程),添加一个Button按钮,编辑代码如下:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
  i: Integer;
begin
  for i := 0 to 500000 do
  begin
    Canvas.TextOut(60, 45, IntToStr(i));  {在绘图表面显示数字(i)}
  end;
end;

OK,运行看看,程序怎么好像是'死'的?点击按钮“开始”后,程序在绘图表面坐标(60,45)处开始显示数字,但我移动窗口却根本没有反映,一直到for语句结束才处理窗口移动的操作。这样不行,一个应用程序怎能如此“死板”呢,这种情况下,Delphi 为我们提供了一个简单的解决办法(Application.ProcessMessages),改进代码如下(还是单线程):

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
i: Integer;
begin
  for i := 0 to 500000 do
  begin
      Canvas.TextOut(60, 45, IntToStr(i));
      Application.ProcessMessages; {检查并优先处理消息队列中的消息,应用于比较费时的循环}
  end;
end;
再次运行,问题解决,但又略有不足,如下图所示,

可以看到当我们移动窗口时,计数竟然暂停了。那如果我不想计数暂停而又希望计数的过程中能够移动窗口呢?OK,操作系统为我们提供了更强大的多线程API来解决这种问题,那么什么是多线程呢?

多线程概述

  进程和线程都是操作系统的概念。进程是应用程序的执行实例,每个进程是由私有的虚拟地址空间、代码、数据和其它各种系统资源组成,进程在运行过程中创建的资源随着进程的终止而被销毁,所使用的系统资源在进程终止时被释放或关闭。
  线程是进程内部的一个执行单元。系统创建好进程后,实际上就启动执行了该进程的主执行线程,主执行线程以函数地址形式,比如说main或WinMain函数,将程序的启动点提供给Windows系统。主执行线程终止了,进程也就随之终止。
  每一个进程至少有一个主执行线程,它无需由用户去主动创建,是由系统自动创建的。用户根据需要在应用程序中创建其它线程,多个线程并发地运行于同一个进程中。一个进程中的所有线程都在该进程的虚拟地址空间中,共同使用这些虚拟地址空间、全局变量和系统资源,所以线程间的通讯非常方便,多线程技术的应用也较为广泛。
  多线程可以实现并行处理,避免了某项任务长时间占用CPU时间。要说明的一点是,目前大多数的计算机都是单处理器(CPU)的,为了运行所有这些线程,操作系统为每个独立线程安排一些CPU时间,操作系统以轮换方式向线程提供时间片,这就给人一种假象,好象这些线程都在同时运行。由此可见,如果两个非常活跃的线程为了抢夺对CPU的控制权,在线程切换时会消耗很多的CPU资源,反而会降低系统的性能。这一点在多线程编程时应该注意。

    好了,概念性的东西我们尽量少讲,下面就开始我们的多线程编程吧^_^,不过,在使用多线程以前, 让我们先简单修改一下程序(将执行代码封装为一个函数):

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) ?
这样线程建立后就不会立即调用 Execute, 可以在需要的时候再用 Resume 方法执行线程, 譬如:

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;

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