Delphi中的線程類

猛禽[Mental Studio]

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（ 之一）

Delphi中有一個線程類TThread是用來實現多線程編程的，這個絕大多數Delphi書藉都有說到，但基本上都是對TThread類的幾個成員作一簡單介紹，再說明一下Execute的實現和Synchronize的用法就完了。然而這并不是多線程編程的全部，我寫此文的目的在于對此作一個補充。

線程本質上是進程中一段并發運行的代碼。一個進程至少有一個線程，即所謂的主線程。同時還可以有多個子線程。當一個進程中用到超過一個線程時，就是所謂的“多線程”。

那么這個所謂的“一段代碼”是如何定義的呢？其實就是一個函數或過程（對Delphi而言）。

如果用Windows API來創建線程的話，是通過一個叫做CreateThread的API函數來實現的，它的定義為：

HANDLE CreateThread(

    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,

    DWord dwStackSize,

    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,

    LPVOID lpParameter,

    DWORD dwCreationFlags,

    LPDWORD lpThreadId

   );

其各參數如它們的名稱所說，分別是：線程屬性（用于在NT下進行線程的安全屬性設置，在9X下無效），堆棧大小，起始地址，參數，創建標志（用于設置線程創建時的狀態），線程ID，最后返回線程Handle。其中的起始地址就是線程函數的入口，直至線程函數結束，線程也就結束了。

整個線程的執行過程如下圖：

因為CreateThread參數很多，而且是Windows的API，所以在C Runtime Library里提供了一個通用的線程函數（理論上可以在任何支持線程的OS中使用）：

unsigned long _beginthread(void (_USERENTRY *__start)(void *), unsigned __stksize, void *__arg);

Delphi也提供了一個相同功能的類似函數：

function BeginThread(SecurityAttributes: Pointer; StackSize: LongWord; ThreadFunc: TThreadFunc; Parameter: Pointer; CreationFlags: LongWord; var ThreadId: LongWord): Integer;

這三個函數的功能是基本相同的，它們都是將線程函數中的代碼放到一個獨立的線程中執行。線程函數與一般函數的最大不同在于，線程函數一啟動，這三個線程啟動函數就返回了，主線程繼續向下執行，而線程函數在一個獨立的線程中執行，它要執行多久，什么時候返回，主線程是不管也不知道的。

正常情況下，線程函數返回后，線程就終止了。但也有其它方式：

Windows API：

VOID ExitThread( DWORD dwExitCode );

C Runtime Library：

void _endthread(void);

Delphi Runtime Library：

PRocedure EndThread(ExitCode: Integer);

為了記錄一些必要的線程數據（狀態/屬性等），OS會為線程創建一個內部Object，如在Windows中那個Handle便是這個內部Object的Handle，所以在線程結束的時候還應該釋放這個Object。

雖然說用API或RTL(Runtime Library)已經可以很方便地進行多線程編程了，但是還是需要進行較多的細節處理，為此Delphi在Classes單元中對線程作了一個較好的封裝，這就是VCL的線程類：TThread

使用這個類也很簡單，大多數的Delphi書籍都有說，基本用法是：先從TThread派生一個自己的線程類（因為TThread是一個抽象類，不能生成實例），然后是Override抽象方法：Execute（這就是線程函數，也就是在線程中執行的代碼部分），如果需要用到可視VCL對象，還需要通過Synchronize過程進行。關于之方面的具體細節，這里不再贅述，請參考相關書籍。

本文接下來要討論的是TThread類是如何對線程進行封裝的，也就是深入研究一下TThread類的實現。因為只是真正地了解了它，才更好地使用它。

下面是DELPHI7中TThread類的聲明（本文只討論在Windows平臺下的實現，所以去掉了所有有關linux平臺部分的代碼）：

  TThread = class

  private

    FHandle: THandle;

    FThreadID: THandle;

    FCreateSuspended: Boolean;

    FTerminated: Boolean;

    FSuspended: Boolean;

    FFreeOnTerminate: Boolean;

    FFinished: Boolean;

    FReturnValue: Integer;

    FOnTerminate: TNotifyEvent;

    FSynchronize: TSynchronizeRecord;

    FFatalException: TObject;

    procedure CallOnTerminate;

    class procedure Synchronize(ASyncRec: PSynchronizeRecord); overload;

    function GetPriority: TThreadPriority;

    procedure SetPriority(Value: TThreadPriority);

    procedure SetSuspended(Value: Boolean);

  protected

    procedure CheckThreadError(ErrCode: Integer); overload;

    procedure CheckThreadError(Success: Boolean); overload;

    procedure DoTerminate; virtual;

    procedure Execute; virtual; abstract;

    procedure Synchronize(Method: TThreadMethod); overload;

    property ReturnValue: Integer read FReturnValue write FReturnValue;

    property Terminated: Boolean read FTerminated;

  public

    constructor Create(CreateSuspended: Boolean);

    destructor Destroy; override;

    procedure AfterConstruction; override;

    procedure Resume;

    procedure Suspend;

    procedure Terminate;

    function WaitFor: LongWord;

    class procedure Synchronize(AThread: TThread; AMethod: TThreadMethod); overload;

    class procedure StaticSynchronize(AThread: TThread; AMethod: TThreadMethod);

    property FatalException: TObject read FFatalException;

    property FreeOnTerminate: Boolean read FFreeOnTerminate write FFreeOnTerminate;

    property Handle: THandle read FHandle;

    property Priority: TThreadPriority read GetPriority write SetPriority;

    property Suspended: Boolean read FSuspended write SetSuspended;

    property ThreadID: THandle read FThreadID;

    property OnTerminate: TNotifyEvent read FOnTerminate write FOnTerminate;

  end;

TThread類在Delphi的RTL里算是比較簡單的類，類成員也不多，類屬性都很簡單明白，本文將只對幾個比較重要的類成員方法和唯一的事件：OnTerminate作詳細分析。

（待續）