delphi 线程教学第五节：多个线程同时执行相同的任务

第五节：多个线程同时执行相同的任务

 

1.锁

 

设，有一个房间 X ，X为全局变量，它有两个函数  X.Lock 与 X.UnLock;

有如下代码：

 

X.Lock;  

   访问资源 P;

X.Unlock;

 

现在有A,B两个线程时空都要执行此段代码。

当线程A执行了 X.Lock 之后，在没有执行完  X.Unlock 之前，第二个线程B此时也来执行 X.Lock ，

线程B就会阻塞在 X.Lock 这句代码上。我们可以认为，此时，线程A进入房间，其它线程不准再进入房间。

只能在外面等，直到线程A执行完 X.Unlock 后，线程A退出了房间，此时线程B才可以进入。

线程B进入了房间后，其它线程此时同样不准再进入。

 

即：多个线程用本段代码“访问资源P”的操作是排队执行的。

 

2.  TMonitor

 

在 delphi XE2 及以后的版本中，提供了一个方便的锁功能。TMonitor。

它是一个Record, TMonitor.Enter(X); 与 TMoniter.Exit(X); 等效于上面 lock 与 unlock;

X 可以是任何一个 TObject 实例。

 

本例源码下载(delphi XE8版本)：FooMuliThread.zip

 

unit uCountThread; 

interface 

uses

  uFooThread; 

type

  TCountThread = class;

  TOnGetNum = function(Sender: TCountThread): boolean of object; //获取 Num 事件。

  TOnCounted = procedure(Sender: TCountThread) of object;

  TCountThread = class(TFooThread)

  private

    procedure Count;

    procedure DoOnCounted;

    function DoOnGetNum: boolean;

  public

    procedure StartThread; override;

  public

    Num: integer;

    Total: integer;

    OnCounted: TOnCounted;

    OnGetNum: TOnGetNum;

    ThreadName: string;

  end;

 

implementation

 

{ TCountThread }

 

procedure TCountThread.Count;

var

  i: integer;

begin

 

  // 注意多线程不适合打断点调试。

  // 因为一旦在 IDE 中断后，状态全乱了。

  // 可以写 Log 或用脑袋想，哈哈。

 

  if DoOnGetNum then // 获取参数 Num

  begin

    Total := 0;

    if Num > 0 then

      for i := 1 to Num do

      begin

        Total := Total + i;

        sleep(5); //嫌慢就删掉此句。

      end;

    DoOnCounted; // 引发 OnCounted 事件，告知调用者。

    ExecProcInThread(Count); // 上节说到在线程时空里执行本句。

  end;

 

end;

 

procedure TCountThread.DoOnCounted;

begin

  if Assigned(OnCounted) then

    OnCounted(self);

end;

 

function TCountThread.DoOnGetNum: boolean;

begin

  result := false;

  if Assigned(OnGetNum) then

    result := OnGetNum(self);

end;

 

procedure TCountThread.StartThread;

begin

  inherited;

  ExecProcInThread(Count); // 把 Count 过程塞到线程中运行。

end;

 

end.

 

unit uFrmMain;

interface

uses

  Winapi.Windows, Winapi.Messages, System.SysUtils, System.Variants, System.Classes, Graphics,

  Vcl.Controls, Vcl.Forms, Vcl.Dialogs, Vcl.StdCtrls, uCountThread;

 

type

  TFrmMain = class(TForm)

    memMsg: TMemo;

    edtNum: TEdit;

    btnWork: TButton;

    lblInfo: TLabel;

    procedure FormCreate(Sender: TObject);

    procedure FormDestroy(Sender: TObject);

    procedure btnWorkClick(Sender: TObject);

    procedure FormCloseQuery(Sender: TObject; var CanClose: Boolean);

  private

    { Private declarations }

    FCo1, FCo2, FCo3: TCountThread; // 定义了3个线程实例

    // 以后章节将讲解采用 List 容器来装线程实例。

    FBuff: TStringList;

    FBuffIndex: integer;

    FBuffMaxIndex: integer;

    FWorkedCount: integer;

    procedure DispMsg(AMsg: string);

    procedure OnThreadMsg(AMsg: string);

 

    function OnGetNum(Sender: TCountThread): Boolean;

    procedure OnCounted(Sender: TCountThread);

 

    procedure LockBuffer;

    procedure UnlockBuffer;

 

    procedure LockCount;

    procedure UnlockCount;

 

  public

    { Public declarations }

  end;

 

var

  FrmMain: TFrmMain;

 

implementation

 

{$R *.dfm}

{ TFrmMain }

 

procedure TFrmMain.btnWorkClick(Sender: TObject);

var

  s: string;

begin

 

  btnWork.Enabled := false;

  FWorkedCount := 0;

  FBuffIndex := 0;

  FBuffMaxIndex := FBuff.Count - 1;

 

  s := '共' + IntToStr(FBuffMaxIndex + 1) + '个任务,已完成:' + IntToStr(FWorkedCount);

  lblInfo.Caption := s;

 

  FCo1.StartThread;

  FCo2.StartThread;

  FCo3.StartThread;

 

end;

 

procedure TFrmMain.DispMsg(AMsg: string);

begin

  memMsg.Lines.Add(AMsg);

end;

 

procedure TFrmMain.FormCloseQuery(Sender: TObject; var CanClose: Boolean);

begin

  // 防止计算期间退出

  LockCount; // 请思考，这里为什么要用 LockCount;

  CanClose := btnWork.Enabled;

  if not btnWork.Enabled then

    DispMsg('正在计算，不准退出!');

  UnlockCount;

end;

 

procedure TFrmMain.FormCreate(Sender: TObject);

begin

 

  FCo1 := TCountThread.Create(false);

  FCo1.OnStatusMsg := self.OnThreadMsg;

  FCo1.OnGetNum := self.OnGetNum;

  FCo1.OnCounted := self.OnCounted;

  FCo1.ThreadName := '线程1';

 

  FCo2 := TCountThread.Create(false);

  FCo2.OnStatusMsg := self.OnThreadMsg;

  FCo2.OnGetNum := self.OnGetNum;

  FCo2.OnCounted := self.OnCounted;

  FCo2.ThreadName := '线程2';

 

  FCo3 := TCountThread.Create(false);

  FCo3.OnStatusMsg := self.OnThreadMsg;

  FCo3.OnGetNum := self.OnGetNum;

  FCo3.OnCounted := self.OnCounted;

  FCo3.ThreadName := '线程3';

 

  FBuff := TStringList.Create;

 

  // 构造一组数据用来测试

 

  FBuff.Add('100');

  FBuff.Add('136');

  FBuff.Add('306');

  FBuff.Add('156');

  FBuff.Add('152');

  FBuff.Add('106');

  FBuff.Add('306');

  FBuff.Add('156');

  FBuff.Add('655');

  FBuff.Add('53');

  FBuff.Add('99');

  FBuff.Add('157');

 

end;

 

procedure TFrmMain.FormDestroy(Sender: TObject);

begin

  FCo1.Free;

  FCo2.Free;

  FCo3.Free;

end;

 

procedure TFrmMain.LockBuffer;

begin

  System.TMonitor.Enter(FBuff);

  // System 是单元名。因为 TMonitor 在 Forms 中也有一个相同的名字。

  // 同名的类与函数，就要在前面加单元名称以示区别。

end;

 

procedure TFrmMain.LockCount;

begin

  // 任意一个 TObject 就行，所以我用了 btnWork

  System.TMonitor.Enter(btnWork);

end;

 

procedure TFrmMain.OnCounted(Sender: TCountThread);

var

  s: string;

begin

 

  LockCount; // 此处亦可以用 LockBuffer

  // 但是，锁不同的对象，宜用不同的锁。

  // 每把锁的功能要单一，锁的粒度要最小化。才能提高效率。

 

  s := Sender.ThreadName + ':' + IntToStr(Sender.Num) + '累加和为:';

  s := s + IntToStr(Sender.Total);

  OnThreadMsg(s);

 

  inc(FWorkedCount);

 

  s := '共' + IntToStr(FBuffMaxIndex + 1) + '个任务,已完成:' + IntToStr(FWorkedCount);

 

  TThread.Synchronize(nil,

    procedure

    begin

      lblInfo.Caption := s;

    end);

 

  if FWorkedCount >= FBuffMaxIndex + 1 then

  begin

    TThread.Synchronize(nil,

      procedure

      begin

        DispMsg('已计算完成');

        btnWork.Enabled := true; // 恢复按钮状态。

      end);

  end;

 

  UnlockCount;

 

end;

 

function TFrmMain.OnGetNum(Sender: TCountThread): Boolean;

begin

  LockBuffer; // 将多个线程访问 FBuff 排队。

  try

    if FBuffIndex > FBuffMaxIndex then

    begin

      result := false;

    end

    else

    begin

      Sender.Num := StrToInt(FBuff[FBuffIndex]);

      result := true;

      inc(FBuffIndex);

    end;

  finally

    UnlockBuffer;

  end;

end;

 

procedure TFrmMain.OnThreadMsg(AMsg: string);

begin

  TThread.Synchronize(nil,

    procedure

    begin

      DispMsg(AMsg);

    end);

end;

 

procedure TFrmMain.UnlockBuffer;

begin

  System.TMonitor.Exit(FBuff);

end;

 

procedure TFrmMain.UnlockCount;

begin

  System.TMonitor.Exit(btnWork);

end;

 

end.

 

下一节，我们将学习 List 与泛型。为以后设计其它的更高级与灵活的线程做准备。