delphi之多线程编程.docx

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1、delphi之多线程编程(一)本文的内容取自网络，并重新加以整理，在此留存仅仅是方便自己学习和查阅。所有代码均亲自测试 delphi7下测试有效。图片均为自己制作。多线程应该是编程工作者的基础技能, 但这个基础我从来没学过，所以仅仅是看上去会一些，明白了2+2的时候，其实我还不知道1+1。开始本应该是一篇洋洋洒洒的文字, 不过我还是提倡先做起来, 在尝试中去理解.先试试这个:procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);vari:Integer;beginfori:=0to500000dobeginCanvas.TextOut(10,10,IntTo

2、Str(i);end;end;上面程序运行时, 我们的窗体基本是 死 的, 可以在你在程序运行期间拖动窗体试试.Delphi 为我们提供了一个简单的办法(Application.ProcessMessages)来解决这个问题:procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);vari:Integer;beginfori:=0to500000dobeginCanvas.TextOut(10,10,IntToStr(i);Application.ProcessMessages;end;end;这个 Application.ProcessMessages; 一

3、般用在比较费时的循环中, 它会检查并先处理消息队列中的其他消息.但这算不上多线程, 譬如: 运行中你拖动窗体, 循环会暂停下来.在使用多线程以前, 让我们先简单修改一下程序:functionMyFun:Integer;vari:Integer;beginfori:=0to500000dobeginForm1.Canvas.Lock;Form1.Canvas.TextOut(10,10,IntToStr(i);Form1.Canvas.Unlock;end;Result:=0;end;procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);beginMyFun;

4、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

5、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.functionMyFun(p:Pointer):Integer;stdcall;vari:Integer;beginfori:=0to500000dobeginForm1.Canvas.Lock;Form1.Canvas.TextOut(10,10,IntToStr(i);Form1.Canvas.Unlock;end;Result:=0;end;procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);

6、varID:THandle;beginCreateThread(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

7、 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typeTMyThread=class(TThread)protectedprocedureExecute;override;end;procedureTMyThread.Execute;vari:Integer;beginFreeOnTerminate:=True;这可以让线程执行完毕后随即释放fori:=0t

8、o500000dobeginForm1.Canvas.Lock;Form1.Canvas.TextOut(10,10,IntToStr(i);Form1.Canvas.Unlock;end;end;procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);beginTMyThread.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

9、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:procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);varMyThread:TMyThread;beginMyThread:=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 Resu

10、me 方法执行线程, 譬如:procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);varMyThread:TMyThread;beginMyThread:=TMyThread.Create(True);MyThread.Resume;end;/可简化为:procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);beginwithTMyThread.Create(True)doResume;end;一、入门、functionCreateThread(lpThreadAttributes:Pointer;安全设置dwStackSi

11、ze:DWORD;堆栈大小lpStartAddress:TFNThreadStartRoutine;入口函数lpParameter:Pointer;函数参数dwCreationFlags:DWORD;启动选项varlpThreadId:DWORD输出线程ID):THandle;stdcall;返回线程句柄在 Windows 上建立一个线程, 离不开 CreateThread 函数;TThread.Create 就是先调用了 BeginThread (Delphi 自定义的), BeginThread 又调用的 CreateThread.既然有建立, 就该有释放, CreateThread 对应

12、的释放函数是: ExitThread, 譬如下面代码:procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);beginExitThread(0);此句即可退出当前程序,但不建议这样使用end;代码注释:当前程序是一个进程, 进程只是一个工作环境, 线程是工作者;每个进程都会有一个启动线程(或叫主线程), 也就是说: 我们之前大量的编码都是写给这个主线程的;上面的 ExitThread(0); 就是退出这个主线程;系统不允许一个没有线程的进程存在, 所以程序就退出了.另外: ExitThread 函数的参数是一个退出码, 这个退出码是给之后的其他函数用的, 这

13、里随便给个无符号整数即可.或许你会说: 这个 ExitThread 挺好用的; 其实不管是用 API 还是用 TThread 类写多线程, 我们很少用到它; 因为:1、假如直接使用 API 的 CreateThread, 它执行完入口函数后会自动退出, 无需 ExitThread;2、用 TThread 类建立的线程又绝不能使用 ExitThread 退出; 因为使用 TThread 建立线程时会同时分配更多资源(譬如你自定义的成员、还有它的祖先类(TObject)分配的资源等等), 如果用 ExitThread 给草草退出了, 这些资源将得不到释放而导致内存泄露. 尽管 Delphi 提供了

14、 EndThread(其内部调用 ExitThread), 这也不需要我们手动操作(假如非要手动操作也是件很麻烦的事情, 因为很多时候你不知道线程是什么时候执行完毕的).除了 CreateThread, 还有一个 CreateRemoteThread, 可在其他进程中建立线程, 这不应该是现在学习的重点;现在先集中精力把 CreateThread 的参数搞彻底.倒着来吧, 先谈谈 CreateThread 将要返回的 线程句柄.句柄 类似指针, 但通过指针可读写对象, 通过句柄只是使用对象;有句柄的对象一般都是系统级别的对象(或叫内核对象); 之所以给我们的是句柄而不是指针, 目的只有一个:

15、安全;貌似通过句柄能做很多事情, 但一般把句柄提交到某个函数(一般是系统函数)后, 我们也就到此为止很难了解更多了; 事实上是系统并不相信我们.不管是指针还是句柄, 都不过是内存中的一小块数据(一般用结构描述), 微软并没有公开句柄的结构细节, 猜一下它应该包括: 真实的指针地址、访问权限设置、引用计数等等.既然 CreateThread 可以返回一个句柄, 说明线程属于 内核对象.实际上不管线程属于哪个进程, 它们在系统的怀抱中是平等的; 在优先级(后面详谈)相同的情况下, 系统会在相同的时间间隔内来运行一下每个线程, 不过这个间隔很小很小, 以至于让我们误以为程序是在不间断地运行.这时你应

16、该有一个疑问: 系统在去执行其他线程的时候, 是怎么记住前一个线程的数据状态的?有这样一个结构 TContext, 它基本上是一个 CPU 寄存器的集合, 线程是数据就是通过这个结构切换的, 我们也可以通过 GetThreadContext 函数读取寄存器看看.附上这个结构 TContext(或叫: CONTEXT、_CONTEXT) 的定义:PContext=TContext;_CONTEXT=recordContextFlags:DWORD;Dr0:DWORD;Dr1:DWORD;Dr2:DWORD;Dr3:DWORD;Dr6:DWORD;Dr7:DWORD;FloatSave:TFloa

17、tingSaveArea;SegGs:DWORD;SegFs:DWORD;SegEs:DWORD;SegDs:DWORD;Edi:DWORD;Esi:DWORD;Ebx:DWORD;Edx:DWORD;Ecx:DWORD;Eax:DWORD;Ebp:DWORD;Eip:DWORD;SegCs:DWORD;EFlags:DWORD;Esp:DWORD;SegSs:DWORD;end;CreateThread 的最后一个参数是 线程的 ID;既然可以返回句柄, 为什么还要输出这个 ID? 现在我知道的是:1、线程的 ID 是唯一的; 而句柄可能不只一个, 譬如可以用 GetCurrentThrea

18、d 获取一个伪句柄、可以用 DuplicateHandle 复制一个句柄等等.2、ID 比句柄更轻便.在主线程中 GetCurrentThreadId、MainThreadID、MainInstance 获取的都是主线程的 ID.、启动选项functionCreateThread(lpThreadAttributes:Pointer;dwStackSize:DWORD;lpStartAddress:TFNThreadStartRoutine;lpParameter:Pointer;dwCreationFlags:DWORD;启动选项varlpThreadId:DWORD):THandle;st

19、dcall;CreateThread 的倒数第二个参数 dwCreationFlags(启动选项) 有两个可选值:0: 线程建立后立即执行入口函数;CREATE_SUSPENDED: 线程建立后会挂起等待.可用 ResumeThread 函数是恢复线程的运行; 可用 SuspendThread 再次挂起线程.这两个函数的参数都是线程句柄, 返回值是执行前的挂起计数.什么是挂起计数?SuspendThread 会给这个数 +1; ResumeThread 会给这个数 -1; 但这个数最小是 0.当这个数 = 0 时, 线程会运行; 0 时会挂起.如果被 SuspendThread 多次, 同样需

20、要 ResumeThread 多次才能恢复线程的运行.在下面的例子中, 有新线程不断给一个全局变量赋随机值;同时窗体上的 Timer 控件每隔 1/10 秒就把这个变量写在窗体标题;在这个过程中演示了 ResumeThread、SuspendThread 两个函数./上面图片中演示的代码。unitUnit1;interfaceusesWindows,Messages,SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls,Forms,Dialogs,StdCtrls,ExtCtrls;typeTForm1=class(TForm)Button1:TButton;

21、Button2:TButton;Button3:TButton;Timer1:TTimer;procedureButton1Click(Sender:TObject);procedureButton2Click(Sender:TObject);procedureButton3Click(Sender:TObject);procedureFormCreate(Sender:TObject);procedureTimer1Timer(Sender:TObject);end;varForm1:TForm1;implementation$R*.dfmvarhThread:THandle;线程句柄num

22、:Integer;全局变量,用于记录随机数线程入口函数functionMyThreadFun(p:Pointer):Integer;stdcall;beginwhileTruedo假如线程不挂起,这个循环将一直循环下去beginnum:=Random(100);end;Result:=0;end;建立并挂起线程procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);varID:DWORD;beginhThread:=CreateThread(nil,0,MyThreadFun,nil,CREATE_SUSPENDED,ID);Button1.Enabled:=

23、False;end;唤醒并继续线程procedureTForm1.Button2Click(Sender:TObject);beginResumeThread(hThread);end;挂起线程procedureTForm1.Button3Click(Sender:TObject);beginSuspendThread(hThread);end;procedureTForm1.FormCreate(Sender:TObject);beginTimer1.Interval:=100;end;procedureTForm1.Timer1Timer(Sender:TObject);beginText

24、:=IntToStr(num);end;end.、入口函数的参数functionCreateThread(lpThreadAttributes:Pointer;dwStackSize:DWORD;lpStartAddress:TFNThreadStartRoutine;lpParameter:Pointer;入口函数的参数dwCreationFlags:DWORD;varlpThreadId:DWORD):THandle;stdcall;线程入口函数的参数是个无类型指针(Pointer), 用它可以指定任何数据; 本例是把鼠标点击窗体的坐标传递给线程的入口函数, 每次点击窗体都会创建一个线程.

25、运行效果图:/上面演示的代码unitUnit1;interfaceusesWindows,Messages,SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls,Forms,Dialogs;typeTForm1=class(TForm)procedureFormMouseUp(Sender:TObject;Button:TMouseButton;Shift:TShiftState;X,Y:Integer);end;varForm1:TForm1;implementation$R*.dfmvarpt:TPoint;这个坐标点将会已指针的方式传递给线程,它应该是全

26、局的functionMyThreadFun(p:Pointer):Integer;stdcall;vari:Integer;pt2:TPoint;因为指针参数给的点随时都在变,需用线程的局部变量存起来beginpt2:=PPoint(p);转换fori:=0to1000000dobeginwithForm1.CanvasdobeginLock;TextOut(pt2.X,pt2.Y,IntToStr(i);Unlock;end;end;Result:=0;end;procedureTForm1.FormMouseUp(Sender:TObject;Button:TMouseButton;Shi

27、ft:TShiftState;X,Y:Integer);varID:DWORD;beginpt:=Point(X,Y);CreateThread(nil,0,MyThreadFun,pt,0,ID);下面这种写法更好理解,其实不必,因为PPoint会自动转换为Pointer的/CreateThread(nil,0,MyThreadFun,Pointer(pt),0,ID);end;end.这个例子还有不严谨的地方: 当一个线程 Lock 窗体的 Canvas 时, 其他线程在等待; 线程在等待时, 其中的计数也还在增加. 这也就是说: 现在并没有去处理线程的同步; 同步是多线程中最重要的课题,

28、 快到了.另外有个小技巧: 线程函数的参数是个 32 位(4个字节)的指针, 仅就本例来讲, 可以让它的 高16位 和 低16位 分别携带 X 和 Y; 这样就不需要哪个全局的 pt 变量了.其实在 Windows 的消息中就是这样传递坐标的, 在 Windows 的消息中一般高字节是 Y、低字节是 X; 咱们这么来吧, 这样还可以使用给消息准备的一些方便的函数.重写本例代码(当然运行效果和窗体文件都是一样的):unitUnit1;interfaceusesWindows,Messages,SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls,Forms,Di

29、alogs;typeTForm1=class(TForm)procedureFormMouseUp(Sender:TObject;Button:TMouseButton;Shift:TShiftState;X,Y:Integer);end;varForm1:TForm1;implementation$R*.dfmfunctionMyThreadFun(p:Pointer):Integer;stdcall;vari:Integer;x,y:Word;beginx:=LoWord(Integer(p);y:=HiWord(Integer(p);如果不使用LoWord、HiWord函数可以像下面这样

30、:/x:=Integer(p);/y:=Integer(p)shr16;fori:=0to1000000dobeginwithForm1.CanvasdobeginLock;TextOut(x,y,IntToStr(i);Unlock;end;end;Result:=0;end;procedureTForm1.FormMouseUp(Sender:TObject;Button:TMouseButton;Shift:TShiftState;X,Y:Integer);varID:DWORD;num:Integer;beginnum:=MakeLong(X,Y);如果不使用MekeLong、Make

31、WParam、MakeLParam、MakeResult等函数,可以像下面这样:/num:=Yshl16+X;CreateThread(nil,0,MyThreadFun,Ptr(num),0,ID);上面的Ptr是专门将一个数字转换为指针的函数,当然也可以这样:/CreateThread(nil,0,MyThreadFun,Pointer(num),0,ID);end;end.、入口函数的指针functionCreateThread(lpThreadAttributes:Pointer;dwStackSize:DWORD;lpStartAddress:TFNThreadStartRoutin

32、e;入口函数的指针lpParameter:Pointer;dwCreationFlags:DWORD;varlpThreadId:DWORD):THandle;stdcall;到了入口函数了, 学到这个地方, 我查了一个入口函数的标准定义, 这个函数的标准返回值应该是 DWORD, 不过这函数在 Delphi 的 System 单元定义的是: TThreadFunc = function(Parameter: Pointer): Integer; 我以后会尽量使用 DWORD 做入口函数的返回值.这个返回值有什么用呢?等线程退出后, 我们用 GetExitCodeThread 函数获取的退出码

33、就是这个返回值!如果线程没有退出, GetExitCodeThread 获取的退出码将是一个常量 STILL_ACTIVE (259); 这样我们就可以通过退出码来判断线程是否已退出.还有一个问题: 前面也提到过, 线程函数不能是某个类的方法! 假如我们非要线程去执行类中的一个方法能否实现呢?尽管可以用 Addr(类名.方法名) 或 MethodAddress(published 区的方法名) 获取类中方法的地址, 但都不能当做线程的入口函数, 原因可能是因为类中的方法的地址是在实例化为对象时动态分配的.后来换了个思路, 其实很简单: 在线程函数中再调用方法不就得了, 估计 TThread 也

34、应该是这样.下面的例子就尝试了用线程调用 TForm1 类中的方法, 并测试了退出码的相关问题.unitUnit1;interfaceusesWindows,Messages,SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls,Forms,Dialogs,StdCtrls;typeTForm1=class(TForm)Button1:TButton;Button2:TButton;procedureButton1Click(Sender:TObject);procedureButton2Click(Sender:TObject);privateprocedu

35、reFormProc;准备给线程使用的方法end;varForm1:TForm1;implementation$R*.dfmvarhThread:THandle;线程入口函数functionMyThreadFun(p:Pointer):DWORD;stdcall;beginForm1.FormProc;调用TForm1类的方法Result:=99;这个返回值将成为线程的退出代码,99是我随意给的数字end;TForm1的方法,本例中是给线程的入口函数调用的procedureTForm1.FormProc;vari:Integer;beginfori:=0to200000dobeginwithF

36、orm1.CanvasdobeginLock;TextOut(10,10,IntToStr(i);Unlock;end;end;end;建立并执行线程procedureTForm1.Button1Click(Sender:TObject);varID:DWORD;beginhThread:=CreateThread(nil,0,MyThreadFun,nil,0,ID);end;获取线程的退出代码,并判断线程是否退出procedureTForm1.Button2Click(Sender:TObject);varExitCode:DWORD;beginGetExitCodeThread(hThr

37、ead,ExitCode);ifhThread=0thenbeginText:=线程还未启动;Exit;end;ifExitCode=STILL_ACTIVEthenText:=Format(线程退出代码是:%d,表示线程还未退出,ExitCode)elseText:=Format(线程已退出,退出代码是:%d,ExitCode);end;end.、堆栈大小functionCreateThread(lpThreadAttributes:Pointer;dwStackSize:DWORD;堆栈大小lpStartAddress:TFNThreadStartRoutine;lpParameter:P

38、ointer;dwCreationFlags:DWORD;varlpThreadId:DWORD):THandle;stdcall;CreateThread 的第二个参数是分配给线程的堆栈大小.这首先这可以让我们知道: 每个线程都有自己独立的堆栈(也拥有自己的消息队列).什么是堆栈? 其实堆是堆、栈是栈, 有时 栈 也被叫做 堆栈.它们都是进程中的内存区域, 主要是存取方式不同(栈:先进后出; 堆:先进先出);栈(或叫堆栈)适合存取临时而轻便的变量, 主要用来储存局部变量; 譬如 for i := 0 to 99 do 中的 i 就只能存于栈中, 你把一个全局的变量用于 for 循环计数是不可

39、以的.现在我们知道了线程有自己的 栈, 并且在建立线程时可以分配栈的大小.前面所有的例子中, 这个值都是 0, 这表示使用系统默认的大小, 默认和主线程栈的大小一样, 如果不够用会自动增长;那主线程的栈有多大? 这个值是可以设定的: Project - Options - linker - memory size(如图)栈是私有的但堆是公用的, 如果不同的线程都来使用一个全局变量有点乱套;为解决这个问题 Delphi 为我们提供了一个类似 var 的 ThreadVar 关键字, 线程在使用 ThreadVar 声明的全局变量时会在各自的栈中留一个副本, 这样就解决了冲突. 不过还是尽量使用局部变量, 或者在继承 TThread 时使用类的成员变量, 因为 ThreadVar 的效率不好, 据说比局部变量能慢 10 倍.在下面的例子就测试了用 var 和 ThreadVar 定义变量的不同.使用 var 效果图:使用 ThreadVar 效果图:unitUnit1;interfaceusesWindows,Messages,SysUtils,Variants,Classes,Graphics,Controls,Forms,Dialogs,StdCtrls;typeTForm1=class(TForm)Button1:TButton;