Потоки в Delphi

1. Потоки в Delphi Потоки в Delphi выполняют функцию имитации псевдопараллельной работы приложения. Как известно, для организации многозадачности операционная система выделяет каждому приложению, выполняющемуся в настоящий момент, определённые кванты времени, длина и количество которых определяется его приоритетом. Поэтому объём работы, который приложение может выполнить, определяется тем, сколько таких квантов оно сможет получить в единицу времени. Для операционной системы каждый поток является самостоятельной задачей, которой выделяются кванты времени на общих основаниях. Поэтому приложение Delphi, умеющее создать несколько потоков, получит больше времени операционной системы, и соответственно сможет выполнить больший объём работы.

2. Потоки в Delphi Создать дополнительный поток в Delphi поможет объект TThread. Ввести объект TThread в программу можно двумя способами: с помощью Мастера; вручную. 1. Мастер создания дополнительного потока в Delphi создаёт отдельный модуль, в рамках которого выполняется поток. Выполним:File -> New -> Other...В появившейся табличке выбора найдём TThreadObject. Появится окошко, в верхнюю строку которого (ClassName) введём имя нашего будущего потока: MyThread. В результате будет создан модуль, содержащий заготовку кода, реализующего дополнительный поток Delphi

3. Потоки в Delphi unit Unit2; // Имя модуля, содержащего поток. При сохранении его можно изменить.Interfaceuses  Classes;typeMyThread = class(TThread) //MyThread - имя потока.private    { Private declarations }  protected    procedure Execute; override;  end;implementation{ Important: Methods and properties of objects in visual components can only be  used in a method called using Synchronize, for xample,      Synchronize(UpdateCaption);  and UpdateCaption could look like,    procedure MyThread.UpdateCaption;    begin      Form1.Caption := 'Updated in a thread';    end; }{ MyThread }procedure MyThread.Execute;begin  { Place thread code here }end;end.

4. Потоки в Delphi В первом способе класс MyThreadбыл создан мастером в дополнительном модуле. Второй способ состоит в том, что мы сами создаём такой класс в рамках одного из уже существующих модулей программы, например, в модуле Unit1: unit Unit1; //Обычный модуль в котором описывается основная программаinterfaceuses  Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls;type  TForm1 = class(TForm)    Button1: TButton;    procedure Button1Click(Sender: TObject);private{ Private declarations }public{ Public declarations }end;//Здесь необходимо описать класс TMyThread:TMyThread = class(TThread)private{ Private declarations }protectedprocedure Execute; override;end;

5. Потоки в Delphi var  Form1: TForm1;//Нужно ввести переменную класса TMyThreadMyThread: TMyThread;implementation{$R *.dfm}//Нужно создать процедуру Execute, уже описанную в классе TMyThreadprocedureTMyThread.Execute;begin//Здесь описывается код, который будет выполняться в потокеend;

6. Потоки в Delphi Если поток создаётся мастером, т.е. в другом модуле, то не забудьте в основном модуле описать переменную - экземпляр потока. Также, поскольку класс потока описан в другом модуле, имя этого модуля необходимо добавить в секцию uses. Теперь можно запускать поток, даже если в его процедуре Execute нет ни единого оператора. //Запускать поток будем нажатием на кнопку:procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);begin//Вначале нужно создать экземпляр потока:MyThread:=TMyThread.Create(False);//Параметр False запускает поток сразу после создания, True - запуск впоследствии , методом Resume//Далее можно указать параметры потока, например приоритет:MyThread.Priority:=tpNormal;end;end.

7. Потоки в Delphi Применение потоков Если в основной программе попробовать выполнить такой цикл: whileTruedo; то приложение зависнет. А теперь поместите его в процедуру Execute. При нажатии на кнопку наш бесконечный цикл будет непрерывно выполняться в потоке, однако и приложение как целое не зависнет.procedureTMyThread.Execute;beginwhileTruedo; end;    В предыдущем примере поток выполняет бесконечный цикл. Однако, поток также обладает возможностями, позволяющими из основной программы передать ему приказ прекратить работу.

8. Потоки в Delphi Метод потока Terminate устанавливает свойство Terminated потока в True. Анализируя это свойство, поток может понять, что он должен завершить работу. Пример:procedureTMyThread.Execute;beginwhileTruedoifMyThread.Teminatedthenbreak;end;   Этот код выполняет бесконечный цикл. Однако, при выполнении в основной программе оператораMyThread.Terminate;цикл завершается, и поток прекращает свою работу.

9. Потоки в Delphi • При работе с потоками необходимо учитывать приоритет создаваемых потоков. Так, если в предыдущем примере запустить не один поток, а два или больше, нажав на кнопку несколько раз, то компьютер станет очень заметно "тормозить". Это происходит потому, что приоритет по умолчанию новых потоков - нормальный. Можно уменьшить его, задав • MyThread.Priority:=tpLower; • Этого достаточно, чтобы компьютер чувствовал себя более свободно. • tpIdle Низший приоритет. Поток получает время только тогда, когда операционая система находится в состоянии простоя. • tpLowest Приоритет на два пункта ниже нормального • tpLower Приоритет на один пункт ниже нормального • tpNormal Нормальный приоритет • tpHigher Приоритет на один пункт выше нормального • tpHighest Приоритет на два пункта выше нормального • tpTimeCritical Максимальный приоритет. Приоритет на уровне функций ядра операционной системы.

10. Потоки в Delphi При использовании в приложении нескольких потоков необходимо гарантировать, что в данный момент только один из потоков может иметь доступ к свойствам и методам объекта VCL - визуального компонента Delphi, то есть действия потоков необходимо синхронизировать между собой. Для выполнения такой синхронизации в Delphi применяется специальный метод Synchronize, в рамках которого и нужно вызывать процедуры, модифицирующие свойства визуальных компонентов. Процедура Synchronize использует в качестве параметра те процедуры, в которых происходит модификация свойств визуальных компонентов, и блокирует одновременный доступ к компоненту нескольких потоков. Вот какой пример, в частности, содержится в модуле, сгенерированном Мастером создания потока: {Важно: Методы и свойства объектов в визуальных компонентах могут вызыватьсятолько в методе Synchronize, например:}procedureMyThread.UpdateCaption;begin  Form1.Caption := 'Updatedinathread';end;procedureMyThread.Execute;beginSynchronize(UpdateCaption);end;

11. Потоки в Delphi В данном случае поток используется для изменения заголовка Формы. Изменение заголовка происходит в процедуре UpdateCaption. Казалось бы, для изменения заголовка эту процедуру достаточно вызвать в основной процедуре потока, Execute. Однако, если несколько таких потоков в программе одновременно попытаются изменить заголовок Формы, то это может привести к непредсказуемым последствиям. Для исключения этого процедура UpdateCaption вызывается в процедуре Execute как параметр метода Synchronize.  Нужно знать, что метод Synchronize выполняется в главном потоке приложения. Поэтому, работая с несколькими потоками в приложении и применяя метод Synchronize, нужно учитывать, что: во-первых, частый вызов Synchronize тормозит выполнение приложения; во-вторых, если практически все процедуры выполняющегося потока выполняются с использованием метода Synchronize, то смысла в создании такого потока нет - всё равно его работа пройдёт в главном потоке.

12. Потоки в Delphi Как пример рассмотрим всё ту же модификацию заголовка Формы. Пусть в одном из потоков происходит работа с большим массивом, и требуется отображать какой объём массива уже обработан. Для этого организуем поток, который будет выполнять эту работу. Будем выводить в заголовок Формы индекс элемента, с которым обрабатывающий поток работает в данный момент. Делать это будем с периодичностью 10 раз в секунду. Сначала сделаем так: procedureTMyThread.UpdateCaption;beginwhileTruedobegin    Form1.Caption:=IntToStr(I);//I - глобальная переменная основной //программы, индекс массиваsleep(100);end;end;procedureTMyThread.Execute;beginSynchronize(UpdateCaption);end;

13. Потоки в Delphi Видим, что происходит именно то, о чём написано выше. Так как весь код потока, и модификация заголовка Формы, и цикл ожидания, выполняется в методе Synchronize, а значит в главном потоке, то приложение будет выглядеть зависшим, и его даже будет невозможно корректно завершить. Теперь попробуем вывести цикл за пределы Synchronize: procedureTMyThread.UpdateCaption;begin  Form1.Caption:=IntToStr(Cap);end;procedureTMyThread.Execute;beginwhileTruedobeginSynchronize(UpdateCaption);sleep(100);end;end; Это правильный вариант. С помощью метода Synchronize выполняется только непосредственная модификация Заголовка Формы, а цикл ожидания выполняется в потоке, и не мешает главному потоку.

14. Потоки в Delphi • Некоторым объектам VCL процедура Synchronize не требуется, так как они всё же умеют корректно работать с потоками, либо нуждаются в других методах синхронизации. • Так, корректно работают с потоками • компоненты доступа к базам данных (с использованием компонентов класса TSession). Исключение составляют базы данных MicrosoftAccess; • классы, которые работают непосредственно с графикой. Это TFont, TPen, TBrush, TBitmap, TMetafile и TIcon. Канву объектов этих классов (Canvas) можно использовать не применяя метод Synchronize. Это делается с помощью блокировки канвы. То есть, поток, использующий в данный момент канву, предварительно блокирует канву методом Lock, препятствующим другим потокам работать с канвой, и разблокирует затем методом UnLock.