Delphi同步互斥总结

多个线程同时访问一个共享资源或数据时，需要考虑线程同步,Synchronize()是在一个隐蔽的窗口里运行，如果在这里你的任务很繁忙，你的主窗口会阻塞掉；Synchronize()只是将该线程的代码放到主线程中运行，并非线程同步。 临 界区是一个进程里的所有线程同步的最好办法，他不是系统级的，只是进程级的，也就是说他可能利用进程内的一些标志来保证该进程内的线程同步，据 Richter说是一个记数循环；临界区只能在同一进程内使用；临界区只能无限期等待，不过2k增加了TryEnterCriticalSection函 数实现0时间等待。 互斥则是保证多进程间的线程同步，他是利用系统内核对象来保证同步的。由于系统内核对象可以是有名字的，因此多个 进程间可以利用这个有名字的内核对象保证系统资源的线程安全性。互斥量是Win32 内核对象，由操作系统负责管理；互斥量可以使用WaitForSingleObject实现无限等待，0时间等待和任意时间等待。常见的线程同步方法如下：

1. 临界区

临界区是一种最直接的线程同步方式。所谓临界区，就是一次只能由一个线程来执行的一段代码。如果把初始化数组的代码放在临界区内，另一个线程在第一个线程处理完之前是不会被执行的。使用方法如下：

　　 //在窗体创建中

　　 InitializeCriticalSection(Critical1)

　　 //在窗体销毁中

　　 DeleteCriticalSection(Critical1)

　　 //在线程中

　　 EnterCriticalSection(Critical1)

　　 ……保护的代码

　　 LeaveCriticalSection(Critical1)

2. 互斥

互斥非常类似于临界区，除了两个关键的区别：首先，互斥可用于跨进程的线程同步。其次，互斥能被赋予一个字符串名字，并且通过引用此名字创建现有互斥对象的附加句柄。 临界区与事件对象(比如互斥对象)的最大的区别是在性能上。临界区在没有线程冲突时，要用10 ~ 15个时间片，而事件对象由于涉及到系统内核要用400~600个时间片。

Mutex（互斥对象），是用于串行化访问资源的全局对象。我们首先设置互斥对象，然后访问资源，最后释放互斥对象。在设置互斥对象时，如果另一个线程（或进程）试图设置相同的互斥对象，该线程将会停下来，直到前一个线程（或进程）释放该互斥对象为止。注意它可以由不同应用程序共享。使用方法如下：

　　 //在窗体创建中

　　 hMutex:=CreateMutex(nil,false,nil)

　　 //在窗体销毁中

　　 CloseHandle(hMutex)

　　 //在线程中

　　 WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE)

　　 ……保护的代码

　　 ReleaseMutex(hMutex)

3. 信号量

另一种使线程同步的技术是使用信号量对象。它是在互斥的基础上建立的，但信号量增加了资源计数的功能，预定数目的线程允许同时进入要同步的代码。可以用CreateSemaphore()来创建一个信号量对象， 因为只允许一个线程进入要同步的代码，所以信号量的最大计数值(lMaximumCount)要设为1。其实Mutex就是最大计数为一的Semaphore。使用方法如下：

　　 //在窗体创建中

　　 hSemaphore:= CreateSemaphore(nil,lInitialCount,lMaximumCount,lpName)

　　 //在窗体销毁中

　　 CloseHandle(hSemaphore)

　　 //在线程中

　　 WaitForSingleObject(hSemaphore,INFINITE)

　　 ……保护的代码

　　 ReleaseSemaphore(hSemaphore, lReleaseCount, lpPreviousCount)

4.WaitForSingleObject函数的返值：

WAIT_ABANDONED指定的对象是互斥对象，并且拥有这个互斥对象的线程在没有释放此对象之前就已终止。此时就称互斥对象被抛弃。这种情况下，这个互斥对象归当前线程所有，并把它设为非发信号状态；

WAIT_OBJECT_0 指定的对象处于发信号状态；

WAIT_TIMEOUT等待的时间已过，对象仍然是非发信号状态；

Delphi 常用的临界区对象TCriticalSection(Delphi) 、TRtlCriticalSection

TRtlCriticalSection 是一个结构体，在windows单元中定义； 是InitializeCriticalSection，EnterCriticalSection，LeaveCriticalSection, DeleteCriticalSection 等这几个kernel32.dll中的临界区操作API的参数；

TCriticalSection是在SyncObjs单元中实现的类，它对上面的那些临界区操作API函数进行了了封装，简化并方便了在Delphi的使用；如TCriticalSection.Create,TCriticalSection.Enter, TcriticalSection.Leave等;通过调用上面响应的API函数实现。

线程同步的多种办法中，使用临界区最简单，也是效率最高的办法(CPU占用时间最少)

使用临界区代码如下：

先声明一个TRTLCriticalSection类型的全局变量

var

MyCs:TRTLCriticalSection;

在程序开始或建立线程之前，初始化

InitializeCriticalSection(MyCs);//初始化临界区

在程序结束或所有线程结束后，删除它

DeleteCriticalSection(MyCs);//删除临界区

再在线程中要同步的地方加入

EnterCriticalSection(MyCs); //进入临界区

try

//程序代码

finally

LeaveCriticalSection(MyCs); //离开临界区

end;

补充今天遇到的关于Application.ProcessMessages同步的问题：有一个函数Fn按执行顺序可分为A->B->C 3大块，其中B块有要绘制各种窗口界面的操作很复杂且耗时较长，并且里面用到了Application.ProcessMessages,程序运行测试时发现如果在Fn执行B绘制窗口的过程没结束时又调用Fn函数去绘制其它窗口就可能会导致程序崩溃，一开始尝试用TcriticalSection变量解决，完全没用，最后用增加一个全局变量的方法解决：定义一个全局Boolean型变量flag，设定初始值为True，改造Fn函数的逻辑为A-> if flag then

Begin

Flag:=False;

B;

Flag:=True;

End;

->C

问题成功解决。

顺便总结Application.ProcessMessages的作用：运行一个非常耗时的循环，那么在这个循环结束前，程序可能不会响应任何事件，按钮没有反应，程序设置无法绘制窗体，看上去就如同死了一样，这有时不是很方便，例如于终止循环的机会都没有了，又不想使用多线程时,这时你就可以在循环中加上这么一句，每次程序运行到这句时，程序就会让系统响应一下消息，从而使你有机会按按钮，窗体有机会绘制。所起作用类似于VB中DoEvent方法. 调用ProcessMessages来使应用程序处于消息队列能够进行消息处理，ProcessMessages将Windows消息进行循环轮转，直至消息为空，然后将控制返回给应用程序。

注示：仅在应用程序调用ProcessMessages时勿略消息进程效果，而并非在其他应用程序中。在冗长的操作中，调用ProcessMessages周期性使得应用程序对画笔或其他信息产生回应。 ProcessMessages不充许应该程序空闲，而HandleMessage则然.使用ProcessMessages一定要保证相关代码是可重入的，如果实在不行也可按我上面的方法实现同步。

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一、线程同步（Thread Synchronize）这个翻译是有问题的，应该是译为：线程协调。因为我们的学习和使用的目的都是为避免线程同步带来的冲突。

二、临界区因是进程内的对象，所以使用它的成本最低。而其它的几个都是系统内核级别的对象，使用的开销要大于临界区。

三、我把受临界区，互斥量，信号量和事件控制段的代码和变量简称为：协调代码。下面将会多次提到。

互斥非常类似于临界区，除了两个关键的区别：首先，互斥可用于跨进程的线程同步。其次，互斥能被赋予一个字符串名字，并且通过引用此名字创建现有互斥对象的附加句柄。

提示：临界区与事件对象(比如互斥对象)的最大的区别是在性能上。临界区在没有线程冲突时，要用10 ~ 15个时间片，而事件对象由于涉及到系统内核要用400~600个时间片。
当一个互斥对象不再被一个线程所拥有,它就处于发信号状态。此时首先调用WaitForSingleObject()函数的线程就成为该互斥对象的拥有者，此互斥对象设为不发信号状态。当线程调用ReleaseMutex()函数并传递一个互斥对象的句柄作为参数时，这种拥有关系就被解除，互斥对象重新进入发信号状态。
可以调用函数CreateMutex()来创建一个互斥量。当使用完互斥对象时，应当调用CloseHandle()来关闭它。

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如果EnterCriticalSection将一个线程置于等待状态，那么该线程在很长时间内就不能再次被调度。实际上，在编写得不好的应用程序中，该线程永远不会再次被赋予CPU时间。TryEnterCriticalSection函数决不允许调用线程进入等待状态。它的返回值能够指明调用线程是否能够获得对资源的访问权。TryEnterCriticalSection发现该资源已经被另一个线程访问，它就返回FALSE。在其他所有情况下，它均返回TRUE。运用这个函数，线程能够迅速查看它是否可以访问某个共享资源，如果不能访问，那么它可以继续执行某些其他操作，而不必进行等待。如果TryEnterCriticalSection函数确实返回了TRUE，那么CRITICAL_SECTION的成员变量已经更新。Windows98没有可以使用的TryEnterCriticalSection函数的实现代码。

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如果在某个子线程执行EnterCriticalSection( ) 前，已经有另一个线程进入临界区且还未离
开临界区，则该子线程将挂起并无限期等待另一个线程离开临界区，要想不挂起且0 时间
等待，必须使用TryEnterCriticalSection( ) 。该过程声明如下：
function TryEnterCriticalSection(var lpCriticalSection: TRTLCriticalSection): BOOL; stdcall;
TryEnterCriticalSection( ) 不同于EnterCriticalSection( ) 的声明在于多出一个布尔型的返回
值，如果返回True 代表成功进入临界区，如果返回False 代表临界区已占用且不进入临界
区。运用这个函数，线程能够迅速查看它是否可以访问某个共享资源，如果不能访问，那么
它可以继续执行某些其他操作，而不必进行等待。
使用TryEnterCriticalSection( ) ，必须判断其返回值。