Delphi同步互斥总结

  多个线程同时访问一个共享资源或数据时,需要考虑线程同步,Synchronize()是在一个隐蔽的窗口里运行,如果在这里你的任务很繁忙,你的主窗口会阻塞掉;Synchronize()只是将该线程的代码放到主线程中运行,并非线程同步。 临 界区是一个进程里的所有线程同步的最好办法,他不是系统级的,只是进程级的,也就是说他可能利用进程内的一些标志来保证该进程内的线程同步,据 Richter说是一个记数循环;临界区只能在同一进程内使用;临界区只能无限期等待,不过2k增加了TryEnterCriticalSection函 数实现0时间等待。 互斥则是保证多进程间的线程同步,他是利用系统内核对象来保证同步的。由于系统内核对象可以是有名字的,因此多个 进程间可以利用这个有名字的内核对象保证系统资源的线程安全性。互斥量是Win32 内核对象,由操作系统负责管理;互斥量可以使用WaitForSingleObject实现无限等待,0时间等待和任意时间等待。常见的线程同步方法如下:

1. 临界区

临界区是一种最直接的线程同步方式。所谓临界区,就是一次只能由一个线程来执行的一段代码。如果把初始化数组的代码放在临界区内,另一个线程在第一个线程处理完之前是不会被执行的。使用方法如下:

   //在窗体创建中

   InitializeCriticalSection(Critical1)

   //在窗体销毁中

   DeleteCriticalSection(Critical1)

   //在线程中

   EnterCriticalSection(Critical1)

   ……保护的代码

   LeaveCriticalSection(Critical1)

2. 互斥

互斥非常类似于临界区,除了两个关键的区别:首先,互斥可用于跨进程的线程同步。其次,互斥能被赋予一个字符串名字,并且通过引用此名字创建现有互斥对象的附加句柄。 临界区与事件对象(比如互斥对象)的最大的区别是在性能上。临界区在没有线程冲突时,要用10 ~ 15个时间片,而事件对象由于涉及到系统内核要用400~600个时间片。

Mutex(互斥对象),是用于串行化访问资源的全局对象。我们首先设置互斥对象,然后访问资源,最后释放互斥对象。在设置互斥对象时,如果另一个线程(或进程)试图设置相同的互斥对象,该线程将会停下来,直到前一个线程(或进程)释放该互斥对象为止。注意它可以由不同应用程序共享。使用方法如下:

   //在窗体创建中

   hMutex:=CreateMutex(nil,false,nil)

   //在窗体销毁中

   CloseHandle(hMutex)

   //在线程中

   WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE)

   ……保护的代码

   ReleaseMutex(hMutex)

3. 信号量

另一种使线程同步的技术是使用信号量对象。它是在互斥的基础上建立的,但信号量增加了资源计数的功能,预定数目的线程允许同时进入要同步的代码。可以用CreateSemaphore()来创建一个信号量对象, 因为只允许一个线程进入要同步的代码,所以信号量的最大计数值(lMaximumCount)要设为1。其实Mutex就是最大计数为一的Semaphore。使用方法如下:

   //在窗体创建中

   hSemaphore:= CreateSemaphore(nil,lInitialCount,lMaximumCount,lpName)

   //在窗体销毁中

   CloseHandle(hSemaphore)

   //在线程中

   WaitForSingleObject(hSemaphore,INFINITE)

   ……保护的代码

   ReleaseSemaphore(hSemaphore, lReleaseCount, lpPreviousCount)

4.WaitForSingleObject函数的返值:

WAIT_ABANDONED指定的对象是互斥对象,并且拥有这个互斥对象的线程在没有释放此对象之前就已终止。此时就称互斥对象被抛弃。这种情况下,这个互斥对象归当前线程所有,并把它设为非发信号状态;

WAIT_OBJECT_0 指定的对象处于发信号状态;

WAIT_TIMEOUT等待的时间已过,对象仍然是非发信号状态;

Delphi 常用的临界区对象TCriticalSection(Delphi) 、TRtlCriticalSection

TRtlCriticalSection 是一个结构体,在windows单元中定义; 是InitializeCriticalSection,EnterCriticalSection,LeaveCriticalSection, DeleteCriticalSection 等这几个kernel32.dll中的临界区操作API的参数;

TCriticalSection是在SyncObjs单元中实现的类,它对上面的那些临界区操作API函数进行了了封装,简化并方便了在Delphi的使用;如TCriticalSection.Create,TCriticalSection.Enter, TcriticalSection.Leave等;通过调用上面响应的API函数实现。

线程同步的多种办法中,使用临界区最简单,也是效率最高的办法(CPU占用时间最少)

使用临界区代码如下:

先声明一个TRTLCriticalSection类型的全局变量

var

MyCs:TRTLCriticalSection;

在程序开始或建立线程之前,初始化

InitializeCriticalSection(MyCs);//初始化临界区

在程序结束或所有线程结束后,删除它

DeleteCriticalSection(MyCs);//删除临界区

再在线程中要同步的地方加入

EnterCriticalSection(MyCs); //进入临界区

try

//程序代码

finally

LeaveCriticalSection(MyCs); //离开临界区

end;

补充今天遇到的关于Application.ProcessMessages同步的问题:有一个函数Fn按执行顺序可分为A->B->C 3大块,其中B块有要绘制各种窗口界面的操作很复杂且耗时较长,并且里面用到了Application.ProcessMessages,程序运行测试时发现如果在Fn执行B绘制窗口的过程没结束时又调用Fn函数去绘制其它窗口就可能会导致程序崩溃,一开始尝试用TcriticalSection变量解决,完全没用,最后用增加一个全局变量的方法解决:定义一个全局Boolean型变量flag,设定初始值为True,改造Fn函数的逻辑为A-> if flag then

Begin

Flag:=False;

B;

Flag:=True;

End;

->C

问题成功解决。

顺便总结Application.ProcessMessages的作用:运行一个非常耗时的循环,那么在这个循环结束前,程序可能不会响应任何事件,按钮没有反应,程序设置无法绘制窗体,看上去就如同死了一样,这有时不是很方便,例如于终止循环的机会都没有了,又不想使用多线程时,这时你就可以在循环中加上这么一句,每次程序运行到这句时,程序就会让系统响应一下消息,从而使你有机会按按钮,窗体有机会绘制。所起作用类似于VB中DoEvent方法. 调用ProcessMessages来使应用程序处于消息队列能够进行消息处理,ProcessMessages将Windows消息进行循环轮转,直至消息为空,然后将控制返回给应用程序。

注示:仅在应用程序调用ProcessMessages时勿略消息进程效果,而并非在其他应用程序中。在冗长的操作中,调用ProcessMessages周期性使得应用程序对画笔或其他信息产生回应。 ProcessMessages不充许应该程序空闲,而HandleMessage则然.使用ProcessMessages一定要保证相关代码是可重入的,如果实在不行也可按我上面的方法实现同步。