多线程的基本概念

(转)
　　 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);