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;
interfaceuses 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。