Delphi __ Kompendium __ Roz8.pdf - Informatyka - Wiewioor

Delphi :: Kompendium :: Rozdział 8 - 4programmers.net

http://4programmers.net/Delphi/Kompendium/Rozdzia%C5%82_8

Strona główna :: Delphi :: Kompendium

Rozdział 8

Edytuj Historia

Delphi

Artykuły

Kompendium

Gotowce

FAQ

.NET

Turbo Pascal

FAQ

PHP

FAQ

Java

FAQ

C/C++

Artykuły

FAQ

Wprowadzenie

Assembler

FAQ

(X)HTML

CSS

JavaScript

Z pogranicza

Algorytmy

WIĘCEJ »

Aplikacje wielowątkowe

Słowo wątek może mieć różne znaczenie. W świecie programistów może oznaczać możliwość wykonywania

wielu czynności naraz. Przykładowo w systemie Windows możemy uruchamiać kilka programów działających

jednocześnie ? każdy program jest osobnym wątkiem. W tym rozdziale zajmiemy się tworzeniem kilku wątków

w ramach jednego procesu.

Spis treści

1 Czym tak naprawdę są wątki?

2 Klasa TThread

3 Deklaracja klasy TThread

4 Tworzenie nowej klasy wątku

5 Kilka instancji wątku

5.1 Tworzenie klasy

5.2 Kod klasy

6 Wznawianie i wstrzymywanie wątków

7 Priorytet wątku

8 Synchronizacja

8.1 Treść komentarza

9 Zdarzenia klasy TThread

10 Przykład: wyszukiwanie wielowątkowe

10.1 Jak to działa?

10.2 Wyszukiwanie

10.3 Obliczanie czasu przeszukiwania

10.4 Kod źródłowy modułu

11 Podsumowanie

Delphi

C/C++

Turbo Pascal

Assembler

PHP

Programy

Dokumentacja

Kursy

Komponenty

WIĘCEJ »

Procesem można nazwać każdą aplikację, uruchomioną w danym momencie. Taką też

terminologię będę stosował w dalszej części tego rozdziału. Zatem przyjmijmy, że proces to

egzemplarz aplikacji uruchomiony w systemie.

Czym tak naprawdę są wątki?

Zacznijmy od wyjaśnienia, czym tak naprawdę są wątki. Każda aplikacja ( proces ) działająca w systemie

Windows posiada tzw. wątek główny (ang. primary thread ), który może uruchamiać inne wątki poboczne (ang.

secondary threads ). W tym samym czasie może działać kilka wątków pobocznych, które wykonują różne lub te

same operacje. Spójrz na rysunek 8.1. Program przedstawiony na tym rysunku dokonuje wyszukiwania

wielowątkowego, analizując jednocześnie wszystkie dyski znajdujące się w systemie.

Rysunek 8.1. Wyszukiwanie wielowątkowe

W tym wypadku zadaniem każdego wątku jest wyszukanie plików na osobnym dysku. W rezultacie jeden

wątek przypada na każdy dysk, dzięki czemu wyszukiwanie trwa naprawdę szybko.

Pełny kod źródłowy programu Wyszukiwanie wielowątkowe możesz znaleźć na płycie CD-ROM w katalogu

../listingi/8/Wyszukiwarka.

Być może to, co napisałem do tej pory przybliżyło Ci trochę zasadę funkcjonowania wątków. Wyobraź sobie

możliwość wykonywania innych czynności w tle aplikacji ? bez jej jednoczesnego blokowania. Dajesz

użytkownikowi możliwość dokonywania zmian w programie, a w tle może działać inny wątek, który wykonywać

będzie pozostałe operacje.

1 z 10

2009-03-14 15:37

Delphi :: Kompendium :: Rozdział 8 - 4programmers.net

http://4programmers.net/Delphi/Kompendium/Rozdzia%C5%82_8

Klasa TThread

RSS | Forum | Pastebin |

Regulamin | Pomoc | Usuń

cookies | Prawa autorskie |

Kontakt | Reklama

Podczas tworzenia aplikacji wielowątkowych będziemy korzystali z klasy VCL ? TThread . Istnieje oczywiście

możliwość tworzenia wątków przy wykorzystaniu mechanizmów WinAPI, lecz klasa TThread w dużym stopniu

zwalnia nas z mozolnego kodowania ? jest po prostu łatwiejsza w obsłudze.

Klasa TThread znajduje się w module Classes.pas .

Czas generowania strony: 1.3930 sek. (zapytań SQL:

12)

Deklaracja klasy TThread

Deklaracja klasy TThread znajduje się w pliku Classes.pas i przedstawia się w następujący sposób:

TThread = class

private

FHandle: THandle;

FThreadID: THandle;

FTerminated: Boolean ;

FSuspended: Boolean ;

FFreeOnTerminate: Boolean ;

FFinished: Boolean ;

FReturnValue: Integer ;

FOnTerminate: TNotifyEvent;

FMethod: TThreadMethod;

FSynchronizeException: TObject ;

procedure CallOnTerminate;

function GetPriority: TThreadPriority;

procedure SetPriority ( Value: TThreadPriority ) ;

procedure SetSuspended ( Value: Boolean ) ;

protected

procedure DoTerminate; virtual ;

procedure Execute; virtual ; abstract ;

procedure Synchronize ( Method: TThreadMethod ) ;

property ReturnValue: Integer read FReturnValue write FReturnValue;

property Terminated: Boolean read FTerminated;

public

constructor Create ( CreateSuspended: Boolean ) ;

destructor Destroy; override ;

procedure Resume;

procedure Suspend;

procedure Terminate;

function WaitFor: LongWord ;

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 ;

Działanie wątku można wstrzymać lub wznowić dzięki metodom Suspend i Resume . Rozpoczęcie wątku jest

jednak realizowane za pomocą metody Execute .

Tworzenie nowej klasy wątku

Jeżeli chcemy utworzyć nowy wątek, jedynym rozwiązaniem jest zadeklarowanie w kodzie programu nowej

klasy, dziedziczącej po TThread. Klasę tę możemy samodzielnie wpisać bezpośrednio w kod programu lub

skorzystać z kreatora Delphi.

Z menu File wybierz New/Other , co spowoduje otwarcie Repozytorium (o Repozytorium pisałem w rozdziale

4.). Wystarczy na zakładce New wybrać pozycję Thread Object (rysunek 8.2).

Rysunek 8.2. Okno Repozytorium

Po naciśnięciu przycisku OK zostaniesz poproszony o wpisanie nazwy klasy w odpowiednim oknie. Wpisz np.

TMojWatek . Wówczas stworzony zostanie nowy moduł, a w nim deklaracja nowej klasy (patrz listing 8.1).

Listing 8.1. Kod źródłowy nowego modułu wygenerowanego przez Delphi

unit Unit2;

interface

uses

Classes;

2 z 10

2009-03-14 15:37

Delphi :: Kompendium :: Rozdział 8 - 4programmers.net

http://4programmers.net/Delphi/Kompendium/Rozdzia%C5%82_8

type

TMojWatek = class ( TThread )

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 example,

Synchronize(UpdateCaption);

and UpdateCaption could look like,

procedure TMojWatek.UpdateCaption;

begin

Form1.Caption := 'Updated in a thread';

end; }

{ TMojWatek }

procedure TMojWatek. Execute ;

begin

{ Place thread code here }

end ;

end .

Nowy moduł zawiera klasę TMojWatek , w której umieszczona jest jedna metoda (w sekcji protected ). To właśnie

w metodzie Execute należy umieścić właściwy kod wątku. Ponadto w module znajduje się ciekawy komentarz,

który zostanie przeze mnie omówiony w dalszej części rozdziału.

W każdym bądź razie nie jest konieczne tworzenie nowego modułu dla klasy wątku. Nie jest także konieczne

tworzenie samej klasy w taki sposób, w jaki to przedstawiłem. Równie dobrze można zadeklarować klasę

samodzielnie.

Podczas samodzielnego deklarowania klasy dziedziczącej po TThread nie wolno zapominać o deklaracji metody

Execute . Metoda Execute musi być umieszczona w sekcji protected i opatrzona dyrektywą override .

Kilka instancji wątku

W każdej klasie wątku mogą być oczywiście deklarowane metody i właściwości ? zupełnie tak samo, jakby to

była zwykła klasa. Istnieje także możliwość uruchamiania kilku klas wątku jednocześnie! Powoduje to

stworzenie dla każdej klasy osobnej instancji zmiennej i zarezerwowanie osobnego bloku pamięci.

Tworzenie wątku przedstawia się następująco:

TMojWatek. Create ( False ) ;

Po wywołaniu konstruktora klasy uruchamiany jest cały proces (metoda Execute ), a to za sprawą parametru

typu Boolean zawartego w konstruktorze. Jeżeli wartość tego parametru to True , uruchomienie wątku nastąpi

dopiero po wywołaniu metody Resume .

Nie zaleca się uruchamiania w tym samym czasie dużej ilości wątków w ramach tego

samego procesu. Zalecana ilość to 16 wątków w ramach jednego procesu.

Tworzenie klasy

Przedstawię Ci teraz przykładowy program tworzący trzy wątki pochodne, które będą działać jednocześnie. Ich

działanie nie spowoduje zablokowania programu ? użytkownik będzie mógł przeciągać okno programu,

minimalizować go itp.

Przykładowy program będzie banalny i raczej niepraktyczny. Wątek wylosuje jakąś liczbę z zakresu 0?999 i

wykona pętle for od liczby 1 do tej wylosowanej wartości. Pętla będzie wykonywana tylko przez jakiś czas

?dzięki spowalnianiu (funkcja Sleep ). Przerwa między kolejnymi iteracjami to 100 milisekund. Program

przedstawiony został na rysunku 8.3.

Rysunek 8.3. Działanie trzech wątków naraz

Postęp wykonywania pętli przedstawiony jest za pomocą komponentów TProgressBar .

Kod klasy

Deklaracja klasy jest dość prosta ? wykorzystujemy jedną metodę, konstruktor oraz dwie właściwości:

type

3 z 10

2009-03-14 15:37

Delphi :: Kompendium :: Rozdział 8 - 4programmers.net

http://4programmers.net/Delphi/Kompendium/Rozdzia%C5%82_8

TGoThread = class ( TThread )

private

FV : Integer ; // wylosowana liczba

FCounter : Integer ; // numer wątku

protected

procedure Execute; override ;

public

constructor Create ( Counter : Integer ) ;

end ;

Deklarowanie konstruktora przez programistę nie jest konieczne, lecz ja stworzyłem go ze względu na

konieczność przekazania do klasy pewnego parametru, jakim jest numer wątku:

constructor TGoThread. Create ( Counter: Integer ) ;

begin

inherited Create ( False ) ; // wywołanie wątku

FCounter := Counter; // przypisanie wartości do zmiennej

end ;

Na początku w konstruktorze wywołujemy konstruktor klasy bazowej. Następnie zmiennej (polu) FCounter

przypisujemy wartość, która została podana wraz z parametrem konstruktora.

Oto, jak wygląda główna procedura ? Execute :

procedure TGoThread. Execute ;

var

i : Integer ;

begin

FreeOnTerminate := True ; // zwolnij po zakończeniu wątku

Randomize ;

FV := Random ( 1000 ) ;

{ odnalezienie komponentu na formularzu }

TProgressBar ( MainForm. FindComponent ( 'ProgressBar' + InttoStr ( FCounter ))) . Max := FV;

for i := 0 to FV do

begin

Sleep ( 10 ) ;

TProgressBar ( MainForm. FindComponent ( 'ProgressBar' + IntToStr ( FCounter ))) . Position := i;

end ;

Zwróć uwagę na przypisanie do właściwości FreeOnTerminate wartości True . Spowoduje to zwolnienie klasy po

zakończeniu działania wątku.

Kolejne instrukcje są już ściśle związane z działaniem owego wątku. Ciekawą konstrukcją jest:

TProgressBar ( MainForm. FindComponent ( 'ProgressBar' + InttoStr ( FCounter ))) . Max := FV;

Taki zapis umożliwia znalezienie na formularzu komponentu bez znajomości jego nazwy. Wystarczy jedynie

podać nazwę komponentu w parametrze funkcji FindComponent . Kompletny kod źródłowy modułu znajduje się

w listingu 8.2.

Listing 8.2. Kod źródłowy modułu

unit MainFrm;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls, ComCtrls;

type

TMainForm = class ( TForm )

gbHome: TGroupBox;

ProgressBar1: TProgressBar;

ProgressBar2: TProgressBar;

ProgressBar3: TProgressBar;

Label1: TLabel;

Label2: TLabel;

Label3: TLabel;

btnGo: TButton;

procedure btnGoClick ( Sender: TObject ) ;

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end ;

TGoThread = class ( TThread )

private

FV : Integer ; // wylosowana liczba

FCounter : Integer ; // numer wątku

protected

procedure Execute; override ;

public

constructor Create ( Counter : Integer ) ;

end ;

var

MainForm: TMainForm;

implementation

{$R *.dfm}

procedure TMainForm. btnGoClick ( Sender: TObject ) ;

begin

{ utworzenie trzech wątków }

4 z 10

2009-03-14 15:37

Delphi :: Kompendium :: Rozdział 8 - 4programmers.net

http://4programmers.net/Delphi/Kompendium/Rozdzia%C5%82_8

TGoThread. Create ( 1 ) ;

TGoThread. Create ( 2 ) ;

TGoThread. Create ( 3 ) ;

end ;

{ TGoThread }

constructor TGoThread. Create ( Counter: Integer ) ;

begin

inherited Create ( False ) ; // wywołanie wątku

FCounter := Counter; // przypisanie wartości do zmiennej

end ;

procedure TGoThread. Execute ;

var

i : Integer ;

begin

FreeOnTerminate := True ; // zwolnij po zakończeniu wątku

Randomize ;

FV := Random ( 1000 ) ;

{ odnalezienie komponentu na formularzu }

TProgressBar ( MainForm. FindComponent ( 'ProgressBar' + InttoStr ( FCounter ))) . Max := FV;

for i := 0 to FV do

begin

Sleep ( 10 ) ;

TProgressBar ( MainForm. FindComponent ( 'ProgressBar' + IntToStr ( FCounter ))) . Position := i;

end ;

end .

Wznawianie i wstrzymywanie wątków

Klasa TThread posiada metody, dzięki którym możemy wznowić lub zatrzymać wykonywanie danego wątku.

Zadanie wstrzymywania i wznawiania wykonywania danego wątku realizuje metoda Suspend i Resume .

var

MojWatek : TMojWatek;

begin

MojWatek := TMojWatek. Create ( True ) ;

MojWatek. Resume ; // uruchomienie wątku

MojWatek. Suspend ; // wstrzymanie

end ;

O tym, czy wątek jest w danym momencie uruchomiony, informuje właściwość Suspended . Przyjmuje ona

wartość True , jeżeli wątek jest wstrzymany, natomiast w przeciwnym wypadku ? False .

Priorytet wątku

Wątkom można nadawać różne priorytety, zależnie od ?ważności? zadania, jakie dany wątek wykonuje. Nadając

operacji wyższy priorytet uzyskujesz pewność, że procesor przydzieli czas wykonania właśnie naszemu wątkowi.

Priorytet nadaje się wątkom poprzez właściwość Priority , wykorzystując takie oto wartości: tpIdle , tpLowest ,

tpLower , tpNormal , tpHigher , tpHighest , tpTimeCritical . Najniższym priorytetem jest tpIdle ? taki wątek

jest wykonywany wtedy, gdy żaden inny proces nie wymaga użycia procesora (np. wygaszacze ekranu).

Natomiast priorytet tpTimeCritical otrzymują procesy, które wymagają użycia procesora w trybie

natychmiastowym.

MojWatek. Priority := lpHigher; // nadanie wyższego priorytetu

Nie należy zbytnio przesadzać z nadawaniem wątkom priorytetów. Zalecane jest zachowanie

priorytetu normalnego ( tpNormal ). Nadanie wątkowi zbyt wysokiego priorytetu może

spowodować nieprawidłowe działanie pozostałych programów uruchomionych w tym samym

czasie.

Synchronizacja

Należy rozważyć jeszcze jedną sytuację, a mianowicie uruchamianie kilku wątków w tym samym czasie. Jeżeli

owe wątki modyfikują właściwości lub dokonują jakichkolwiek innych zmian w bibliotece VCL, może dojść do

kolizji. Dotyczy to np. przypadku, gdy owe wątki muszą pobierać jakieś wartości z komponentów i jednocześnie

je modyfikować. W tym celu zalecane jest użycie metody Synchronize klasy TThread .

procedure TGoThread. Execute ;

begin

Synchronize ( SetProprties ) ;

end ;

W ten sposób wątek wywołuje metodę Synchronize , w której podana została nazwa procedury do wykonania ?

SetProprties . Dzięki temu masz pewność, że spośród kilku uruchomionych w danym momencie funkcji tylko

jedna będzie wykonywana w danym czasie i tylko ona będzie mogła dokonywać zmian w bibliotece VCL.

Treść komentarza

Na początku rozdziału chcąc stworzyć nowy wątek, użyłeś Repozytorium. W module, który został utworzony

przez Delphi, widniał taki komentarz:

{ Important: Methods and properties of objects in visual components can only be

used in a method called using Synchronize, for example,

Synchronize(UpdateCaption);

5 z 10

2009-03-14 15:37

Delphi Kompendium Roz8.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: