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    delphi之多线程编程(二)

    菜鸟编程 十五楼的鸟儿 21516浏览 0评论
    四、多线程同步之 Mutex (互斥对象)
    原理分析:
    互斥对象是系统内核对象, 各线程都可以拥有它, 谁拥有谁就能执行;
    执行完毕, 用 ReleaseMutex 函数释放拥有权, 以让其他等待的线程使用.
    其他线程可用 WaitForSingleObject 函数排队等候(等候也可以理解为排队申请).

    使用过程:
    [code=delphi]
    var hMutex: THandle; {应该先声明一个全局的互斥句柄}
    CreateMutex {建立一个互斥对象}
    WaitForSingleObject {用等待函数排队等候}
    ReleaseMutex {释放拥有权}
    CloseHandle {最后释放互斥对象}


    ReleaseMutex、CloseHandle 的参数都是 CreateMutex 返回的句柄, 关键是 CreateMutex 函数:

    function CreateMutex(
    lpMutexAttributes: PSecurityAttributes;
    bInitialOwner: BOOL; {是否让创建者(此例中是主线程)拥有该互斥对象}
    lpName: PWideChar {可以给此互斥对象取个名字, 如果不要名字可赋值为 nil}
    ): THandle;
    {
    1、第一个参数前面说过.
    2、第二个参数在这里一定要是 False, 如果让主线程拥有互斥, 从理论上讲, 得等程序退出后其他线程才有机会;
    取值 False 时, 第一个执行的线程将会最先拥有互斥对象, 一旦拥有其他线程就得先等等.
    3、第三个参数, 如果给个名字, 函数将从系统中寻找是否有重名的互斥对象, 如果有则返回同名对象的存在的句柄;
    如果赋值为 nil 将直接创建一个新的互斥对象; 下个例子将会有名字. }[/code]
    本例效果图:
    delphi之多线程编程(二) 多线程 CREATETHREAD 菜鸟编程 第1张
    [code=delphi]
    unit Unit1;

    interface

    uses
    Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
    Dialogs, StdCtrls;

    type
    TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    end;

    var
    Form1: TForm1;

    implementation

    {$R *.dfm}

    var
    f: Integer; {用这个变量协调一下各线程输出的位置}
    hMutex: THandle; {互斥对象的句柄}

    function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
    var
    i,y: Integer;
    begin
    Inc(f);
    y := 20 * f;
    for i := 0 to 50000 do
    begin
    if WaitForSingleObject(hMutex, INFINITE) = WAIT_OBJECT_0 then
    begin
    Form1.Canvas.Lock;
    Form1.Canvas.TextOut(20, y, IntToStr(i));
    Form1.Canvas.Unlock;
    Sleep(0); {稍稍耽搁一点, 不然有时 Canvas 会协调不过来}
    ReleaseMutex(hMutex);
    end;
    end;
    Result := 0;
    end;

    procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
    var
    ThreadID: DWORD;
    begin
    Repaint;
    f := 0;
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    end;

    procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
    begin
    hMutex := CreateMutex(nil, False, nil);
    end;

    procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
    begin
    CloseHandle(hMutex);
    end;

    end.[/code]
    SyncObjs 单元下有封装好的 TMutex 类, 好像不如 Api 快, 内部机制也稍有区别, 但使用方法差不多:
    [code=delphi]
    unit Unit1;

    interface

    uses
    Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
    Dialogs, StdCtrls;

    type
    TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    end;

    var
    Form1: TForm1;

    implementation

    {$R *.dfm}

    uses SyncObjs;
    var
    f: Integer;
    MyMutex: TMutex;

    function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
    var
    i,y: Integer;
    begin
    Inc(f);
    y := 20 * f;
    for i := 0 to 50000 do
    begin
    if MyMutex.WaitFor(INFINITE) = wrSignaled then
    begin
    Form1.Canvas.Lock;
    Form1.Canvas.TextOut(20, y, IntToStr(i));
    Form1.Canvas.Unlock;
    MyMutex.Release;
    end;
    end;
    Result := 0;
    end;

    procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
    var
    ThreadID: DWORD;
    begin
    Repaint;
    f := 0;
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    end;

    procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
    begin
    MyMutex := TMutex.Create(False);
    end;

    procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
    begin
    MyMutex.Free;
    end;

    end.[/code]
    Mutex 作为系统核心对象是可以跨进程的(临界区就不行), 我们可以利用互斥对象禁止程序重复启动.

    工作思路:
    先用 OpenMutex 尝试打开一个自定义名称的 Mutex 对象, 如果打开失败说明之前没有这个对象存在;
    如果之前没有这个对象, 马上用 CreateMutex 建立一个, 此时的程序应该是第一次启动;
    再重复启动时, 那个 OpenMutex 就有结果了, 然后强制退出.
    最后在程序结束时用 CloseHandle 释放 Mutex 对象.
    [code=delphi]
    function OpenMutex(
    dwDesiredAccess: DWORD; {打开权限}
    bInheritHandle: BOOL; {能否被当前程序创建的进程继承}
    pName: PWideChar {Mutex 对象的名称}
    ): THandle; stdcall; {成功返回 Mutex 的句柄; 失败返回 0}
    [/code]

    注意, 这里的 CreateMutex 函数应该有个名了, 因为 OpenMutex 要用到;
    另外, CreateMutex 的第二个参数已经不重要了(也就是 True 和 False 都行), 因为这里是用其名称来判断的.

    程序可以这样写:
    [code=delphi]
    unit Unit1;

    interface

    uses
    Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
    Dialogs;

    type
    TForm1 = class(TForm)
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    end;

    var
    Form1: TForm1;

    implementation

    {$R *.dfm}

    var
    hMutex: THandle;
    const
    NameMutex = 'MyMutex';

    procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
    begin
    if OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS, False, NameMutex) <> 0 then
    begin
    ShowMessage('该程序已启动');
    Application.Terminate;
    end;
    hMutex := CreateMutex(nil, False, NameMutex);
    end;

    procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
    begin
    CloseHandle(hMutex);
    end;

    end.
    [/code]

    这一般都是写在 dpr 主程序里, 省得让后启动的程序执行些无用的代码:
    [code=delphi]
    program Project1;

    uses
    Forms, Windows,
    Unit1 in 'Unit1.pas' {Form1};

    {$R *.res}

    var
    hMutex: THandle;
    const
    NameMutex = 'MyMutex';

    begin
    {主线程入口}
    if OpenMutex(MUTEX_ALL_ACCESS, False, NameMutex) <> 0 then
    begin
    MessageBox(0, '该程序已启动', '提示', MB_OK);
    Application.Terminate;
    end;
    hMutex := CreateMutex(nil, False, NameMutex);

    Application.Initialize;
    Application.MainFormOnTaskbar := True;
    Application.CreateForm(TForm1, Form1);
    Application.Run;

    CloseHandle(hMutex);
    {主线程出口}
    end.
    [/code]
    五、多线程同步之
    Semaphore (信号对象)
    之前已经有了两种多线程的同步方法:
    CriticalSection(临界区) 和 Mutex(互斥), 这两种同步方法差不多, 只是作用域不同;
    CriticalSection(临界区) 类似于只有一个蹲位的公共厕所, 只能一个个地进;
    Mutex(互斥) 对象类似于接力赛中的接力棒, 某一时刻只能一个人持有, 谁拿着谁跑.

    什么是 Semaphore(信号或叫信号量)呢?
    譬如到银行办业务、或者到车站买票, 原来只有一个服务员, 不管有多少人排队等候, 业务只能一个个地来.
    假如增加了业务窗口, 可以同时受理几个业务呢?
    这就类似与 Semaphore 对象, Semaphore 可以同时处理等待函数(如: WaitForSingleObject)申请的几个线程.

    Semaphore 的工作思路如下:
    1、首先要通过 CreateSemaphore(安全设置, 初始信号数, 信号总数, 信号名称) 建立信号对象;
    参数四: 和 Mutex 一样, 它可以有个名称, 也可以没有, 本例就没有要名称(nil); 有名称的一般用于跨进程.
    参数三: 信号总数, 是 Semaphore 最大处理能力, 就像银行一共有多少个业务窗口一样;
    参数二: 初始信号数, 这就像银行的业务窗口很多, 但打开了几个可不一定, 如果没打开和没有一样;
    参数一: 安全设置和前面一样, 使用默认(nil)即可.

    2、要接受 Semaphore 服务(或叫协调)的线程, 同样需要用等待函数(如: WaitForSingleObject)排队等候;

    3、当一个线程使用完一个信号, 应该用 ReleaseSemaphore(信号句柄, 1, nil) 让出可用信号给其他线程;
    参数三: 一般是 nil, 如果给个数字指针, 可以接受到此时(之前)总共闲置多少个信号;
    参数二: 一般是 1, 表示增加一个可用信号;
    如果要增加 CreateSemaphore 时的初始信号, 也可以通过 ReleaseSemaphore.

    4、最后, 作为系统内核对象, 要用 CloseHandle 关闭.

    另外, 在 Semaphore 的总数是 1 的情况下, 就和 Mutex(互斥) 一样了.

    在本例中, 每点击按钮, 将建立一个信号总数为 5 的信号对象, 初始信号来自 Edit1; 同时有 5 个线程去排队.
    本例也附上了 Delphi 中 TSemaphore 类的例子, 但没有过多地纠缠于细节, 是为了尽快理出多线程的整体思路.
    本例效果图:
    delphi之多线程编程(二) 多线程 CREATETHREAD 菜鸟编程 第2张

    [code=delphi]unit Unit1;
    interface
    uses
    Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
    Dialogs, StdCtrls;
    type
    TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    Edit1: TEdit;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    end;
    var
    Form1: TForm1;
    implementation
    {$R *.dfm}
    var
    f: Integer; {用这个变量协调一下各线程输出的位置}
    hSemaphore: THandle; {信号对象的句柄}
    function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
    var
    i,y: Integer;
    begin
    Inc(f);
    y := 20 * f;
    if WaitForSingleObject(hSemaphore, INFINITE) = WAIT_OBJECT_0 then
    begin
    for i := 0 to 100 do
    begin
    Form1.Canvas.Lock;
    Form1.Canvas.TextOut(20, y, IntToStr(i));
    Form1.Canvas.Unlock;
    Sleep(1); {以免 Canvas 忙不过来}
    end;
    end;
    ReleaseSemaphore(hSemaphore, 1, nil);
    Result := 0;
    end;
    procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
    var
    ThreadID: DWORD;
    begin
    {不知是不是之前创建过 Semaphore 对象, 假如有先关闭}
    CloseHandle(hSemaphore);
    {创建 Semaphore 对象}
    hSemaphore := CreateSemaphore(nil, StrToInt(Edit1.Text), 5, nil);
    Self.Repaint;
    f := 0;
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    end;
    procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
    begin
    Edit1.Text := '1';
    end;
    procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
    begin
    CloseHandle(hSemaphore);
    end;
    end.[/code]

    再用 SyncObjs 单元下的 TSemaphore 类实现一次, 使用方法差不多, 运行效果也一样:

    [code=delphi]unit Unit1;
    interface
    uses
    Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
    Dialogs, StdCtrls;
    type
    TForm1 = class(TForm)
    Button1: TButton;
    Edit1: TEdit;
    procedure Button1Click(Sender: TObject);
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
    procedure FormDestroy(Sender: TObject);
    procedure Edit1KeyPress(Sender: TObject; var Key: Char);
    end;
    var
    Form1: TForm1;
    implementation
    {$R *.dfm}
    uses SyncObjs;
    var
    f: Integer;
    MySemaphore: TSemaphore;
    function MyThreadFun(p: Pointer): DWORD; stdcall;
    var
    i,y: Integer;
    begin
    Inc(f);
    y := 20 * f;
    if MySemaphore.WaitFor(INFINITE) = wrSignaled then
    begin
    for i := 0 to 1000 do
    begin
    Form1.Canvas.Lock;
    Form1.Canvas.TextOut(20, y, IntToStr(i));
    Form1.Canvas.Unlock;
    Sleep(1);
    end;
    end;
    MySemaphore.Release;
    Result := 0;
    end;
    procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
    var
    ThreadID: DWORD;
    begin
    if Assigned(MySemaphore) then MySemaphore.Free;
    MySemaphore := TSemaphore.Create(nil, StrToInt(Edit1.Text), 5, '');
    Self.Repaint;
    f := 0;
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    CreateThread(nil, 0, @MyThreadFun, nil, 0, ThreadID);
    end;
    procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
    begin
    Edit1.Text := '1';
    end;
    procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
    begin
    if Assigned(MySemaphore) then MySemaphore.Free;
    end;
    end.

    [/code]

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