线程是进程内一个相对独立的、可调度的执行单元。一个应用可以有一个主线程,一个主线程可以有多个子线程,子线程还可以有自己的子线程,这样就构成了多线程应用了。由于多个线程往往会同时访问同一块内存区域,频繁的访问这块区域,将会增加产生线程冲突的概率。一旦产生了冲突,将会造成不可预料的结果(该公用区域的值是不可预料的)可见处理线程同步的必要性。
注意:本文中出现的所有代码都是用DELPHI描述的,调试环境为Windows me ,Delphi 6。其中所涉及的Windows API函数可以从MSDN获得详细的文档。
首先引用一个实例来引出我们以下的讨论,该实例没有采取任何措施来避免线程冲突,它的主要过程为:由主线程启动两个线程对letters这个全局变量进行频繁的读写,然后分别把修改的结果显示到ListBox中。由于没有同步这两个线程,使得线程在修改letters时产生了不可预料的结果。
ListBox中的每一行的字母都应该一致,但是上图画线处则不同,这就是线程冲突产生的结果。当两个线程同时访问该共享内存时,一个线程还未对该内存修改完,另一个线程又对该内存进行了修改,由于写值的过程没有被串行化,这样就产生了无效的结果。可见线程同步的重要性。
以下是本例的代码
unit.pas文件
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
//定义窗口类
type
TForm1 = class(TForm)
ListBox1: TListBox;
ListBox2: TListBox;
Button1: TButton;
procedure Button1Click(Sender: TObject);
private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
//定义线程类
type
TListThread=class(TThread)
private
Str:String;
protected
procedure AddToList;//将Str加入ListBox组件
Procedure Execute;override;
public
LBox:TListBox;
end;
//定义变量
var
Form1: TForm1;
Letters:String=''AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA'';//全局变量
implementation
{$R *.dfm}
//线程类实现部分
procedure TListThread.Execute;
var
I,J,K:Integer;
begin
for i:=0 to 50 do
begin
for J:=1 to 20 do
for K:=1 to 1000 do//循环1000次增加产生冲突的几率
if letters[j]<''Z'' then
letters[j]:=succ(Letters[j])
else
letters[j]:=''A'';
str:=letters;
synchronize(addtolist);//同步访问VCL可视组件
end;
end;
procedure TListThread.AddToList;
begin
LBox.Items.Add(str);//将str加入列表框
end;
//窗口类实现部分
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
th1,th2:TListThread;
begin
Listbox1.Clear;
Listbox2.Clear;
th1:=tlistThread.Create(true);//创建线程1
th2:=tlistThread.Create(true);//创建线程2
th1.LBox:=listBox1;
th2.LBox:=listBox2;
th1.Resume;//开始执行
th2.Resume;
end;
end.
由上例可见,当多个线程同时修改一个公用变量时,会产生冲突,所以我们要设法防止它,这样我们开发的多线程应用才能够稳定地运行。下面我们来改进它。我们先使用临界段来串行化,实现同步。在上例unit1.pas代码的uses段中加入SyncObjs单元,加入全局临界段变量(TRTLCriticalSection)Critical1,在FormCreate事件中加入InitializeCriticalSection(Critical1)这句代码