DELPHI多线程编程.docx
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DELPHI多线程编程
我们知道,WIN95或WINNT都是"多线程"的操作系统,在Delphi2.0中,我们可以充分利用这一特性,编写出"多线程"的应用程序。
对以往在DOS或16位windows下写程序的人来说,"多线程"仍然是陌生的,但如同以前我们从DOS下的单任务过渡到windows3.1下的多任务,如今我们又必须过渡到"多线程"领域,毕竟计算机时代是在不断发展的。
不过,幸运的是,在Delphi2.0下进行多线程程序设计并不需要我们去学习庞大的WIN32API函数,我们可以利用Delphi下标准的多线程类TThread来完成我们的工作。
TThread是一个abstract（抽象）类,也就是说,并不需要根据TThread来声明变量（而且根据TThread声明的变量也是完全无用）,我们要做的是把TThread作为基类,用继承的形式来生成子类。
实际上,根据TThread来写多线程应用程序是非常容易的。
下面就是一个基本的继承TThread生成的多线程类。
QuerThrd.Pas
UnitQuerThrd;
Interface
Uses
Classes,DBTables;
Type
TQueryThread=class（TThread）
private
fQuery:
TQuery;
protected
procedureExecute;override;
public
constructorCreate（Suspended:
Boolean;Query:
TQuery）;
end;
implementation
constructor
TQueryThread.Create（Suspended:
Boolean;Query:
TQuery）;
begin
inheritedCreate（Suspended）;
fQuery:
=Query;
FreeOnTerminate:
=True;
end;
procedureTQueryThread.Execute;
begin
fQuery.Open;
end;
end.
在上面这个简单的例子中,我们构造了一个TThread的子类TQueryThread,用于在后台执行数据库查询。
在该类的Create函数中,传递了两个参数Suspended和Query,其中Suspended用于控制线程的运行,如果Suspend为真,TQueryThread类的线程在建立后将立即被悬挂,一直到运行了Resume方法,该线程才会继续执行,Query参数用于接受一个已经存在的Query控件（在窗体中真正的Query控件）而使它在多线程的情况下运行。
Execute是最重要的过程,它是类TQueryThread的执行部分,所有需要在这个多线程类中运行的语句都必须写在这个过程里。
实际上构造自己的多线程类时,并不需要输入所有的这些代码,选择Delphi的File菜单下的new选项,再选"TThreadObject"项目,Delphi就会为你构造基本的程序模块。
然后我们可以根据需要再做相应的修改。
进程的执行:
假设我们已经建立了一个窗体Form1,窗体中有我们将要使用的查询控件Query1。
那么我们在该单元的USES部分加入上面写的QuerThrd单元。
procedureTForm1.Button1Click（Sender:
TObject）;
begin
｛建立一个运行的进程｝
TQueryThread.Create（False,Query1）;
end;
如果这个过程被执行,那么窗体中的查询控件Query1就会自动在多线程的环境下运行查询。
注意TQueryThread类中只有Create而没有Free,动态建立类以后又忘记删除是我们常犯的错误之一,不过在这里由于我们指定了FreeOnTerminate（运行完即删除）为真,所以当Execute里的语句执行完后,TQueryThread类占据的内存空间将被自动释放。
然而还有一个问题值得我们注意,由于同一时刻可以有多个线程同时运行,那么我们还必须解决好同步的问题,如果几个多线程程序之间没有任何关联,那么它们之间也不会有任何冲突。
但实际上,可能同时运行几个多线程的数据库应用程序,由于需要共享相同的数据库资源,我们还需要为Query1增加一个Tsession控件。
其实,虽然我们也许没有亲自使用过Session控件,但实际上,在所有的数据库访问时Delphi都会自动建立一个临时的Session控件,使用完后又动态地删除掉它。
在平常的数据库编程时,用不着我们亲自来操作,但在数据库多线程执行的情况下,为了不相互冲突,我们必须为每个数据库访问都定制自己的Session控件。
这个步骤非常简单,我们只需要在窗体中增加一个Session控件,然后给它的属性"Sessionname"写一个任意的名字,再在Query1的"Sessionname"中写一个相同的名字。
这样我们的数据库程序就安全了。
另一类需要解决同步问题的是那些对VCL资源进行操作的程序,这类程序非常多,好在解决的方法也非常简单。
我们可以看下面这样一个程序:
unitBncThrd;
interface
uses
WinProcs,Classes,Graphics,ExtCtrls;
type
TBounceThread=class（TThread）
private
FShape:
TShape;
FXSpeed:
Integer;
FYSpeed:
Integer;
procedureMoveShape;
protected
procedureExecute;override;
public
constructorCreate（Suspended:
Boolean;Shape:
TShape;XSpeed,YSpeed:
Integer）;
propertyShape:
TShapereadFShape;
end;
implementation
procedureTBouad.MoveShape;
var
MaxHeight,MaxWidth:
Integer;
Begin
withFShapedo
begin
Left:
=Left+FXSpeed;
Top:
=Top+FYSpeed;
if（LeftΙ0）or（Left+WidthΛParent.Width）then
FXSpeed:
=FXSpeed*-1;
If（TopΙ0）or（Top+Height.Parent.Height）then
FYSpeed:
=FYSpeed*-1;
end;
end;
procedureTBounceThread.Execute;
begin
WhilenotTerminateddo
begin
Synchronize（MoveShape）;
end;
end;
constructorTBounceThread.Create（Suspended:
Boolean;Shape:
TShape;XSpeed,YSpeed:
Integer）;
begin
inheritedCreate（Suspended）;
FShape:
=Shape;
FXSpeed:
=XSpeed;｛X轴走向的速度｝
FYSpeed:
=YSpeed;｛Y轴走向的速度｝
FreeOnTerminate:
=True;
end;
end.
这是一个多线程的碰碰球游戏,你可以有多个不同的球,它们分属不同的线程,各自独立的在屏幕上碰撞。
显然,由于多个球运行的显示会同时操作VCL资源,为了安全,我们在Execute过程中的执行部分加入了Synchronize（MoveShape）来调用MoveShape过程,实际上,在任何需要操作VCL资源的地方,例如窗体、位图，都应加入Synchronize调用。
执行时我们可以新建一个程序,然后在USES部分加入以上的BncThrd单元,再在它的窗体Form1上加入两个Shape控件Shape1和Shape2，Shape1可以是一个矩形而Shape2是一个圆。
加入以下的代码就可以让矩形和圆动起来。
procedureTForm1.Button1Click（Sender:
TObject）;
begin
TBounceThread.Create（False,Shape1,1,2）;
TBounceThread.Create（False,Shape2,2,3）;
end
多线程的基本概念
WIN98/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（Win98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）。
（3）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:
constructorCreate（CreateSuspended:
boolean）
其中:
CreateSuspended为true构造但不唤醒，为false构造的同时即唤醒
也可以用如下方法
inheriedCreate（CreateSuspended:
boolean）
挂起线程:
suspend
（把线程挂起的次数加一）
唤醒线程:
resume
（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---ThreadObject
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:
procedureObject.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
procedureExecute;override;
public
constructorcreate;//自己写的
并且在implementation区域写上:
constructorObject.create;
begin
inheritedcreate（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}
usesunit2,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:
procedureTForm1.FormCreate（Sender:
TObject）;
begin
thread1.Edit4:
=Edit1;
end;
这样,就把第一线程的Edit4与Form上的Edit1联系起来。
2）在第二个线程中首先声明调用Unti1,也就是要加上
UsesUnit1;
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:
UsesClasses;
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Uses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,--线程堆栈尺寸（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。
。
。
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:
FunctionSuspendThread（hThread:
Thandle）:
DWORD;
FunctionResumeThread（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,并将线程对象的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:
WhilenotTerminatedo
begin
........
end;
3）退出的API函数:
关于线程退出的API函数声明如下:
code
FunctionTerminateThread（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,一般如果多个线程同时申请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Delphi6.0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Database数据源对象。
Database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。
2-4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
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