Delphi Thread 多线程编程（6）

3. 线程中常见的问题。

1) 回调函数引起的死锁。

A回调线程B中的函数，而在线程B中，再去对线程A进行操作（比如删除A）。发生的现象：程序死掉。

2) 使用同一资源未加保护引起问题。

A和B同时去对窗体上进行绘图操作，界面可能花掉，也可能黑掉。

出现的现象：界面不再刷新，变成黑色。（最好不要在子线程中去更新界面UI，可以使用消息来更新）

3) 线程锁使用不当造成死锁。

线程A利用线程锁锁住资源A后，再去试图访问资源B，线程B利用线程锁锁住资源B后试图去访问资源A。这样就发生了线程互锁。

程序结果：线程死掉。

4) 未加线程保护产生异常。

线程A获取到了对象X（步骤1）的引用后被挂起（步骤2），而接下来线程B却删除了X（步骤3），线程A再次唤醒后访问对象X出错（步骤4）。这个问题是多线程中最容易被忽略的地方，也是异常最可能发生的情况。

程序结果：线程异常。

5) 消息在线程同步中的问题。

先说说消息的一些基本问题（有关消息的处理部分在Windows 2000源码private\ntos\w32\ntuser\kernel\input.c文件中）：

消息队列的建立：线程在刚建立的时候，是没有消息队列的。当有界面UI操作函数被调用的时候（比如CreateWindow），Windows就会为该程序建立一个消息队列，同样，通过调用PeekMessage/GetMessage可以强制操作系统为线程建立一个消息队列（参看MSDN关于PostThreadMessage的说明）。

消息的正常处理流程：线程通过GetMessage/PostMessage获取消息，然后通过TranslateMessage进行字符转换，接下来，通过User32.dll模块的帮助最后调用到相应窗口的窗口过程（RegisterClass时传入的窗口过程）。

消息重入问题：所谓的消息重入，就是在消息处理过程中再调用SendMessage发送消息给目标窗口。如果控制不好，就会引发异常。

一个简单的例子：在WM_PAINT中再去SendMessage(hWin, WM_PAINT, 0, 0)。其结果就是堆栈溢出异常了（stack overflow）。(相当于WndProc在进行无限递归)，Delphi代码如下（可以自己感受一下“Stack Overflow”是怎么一回事，等异常后调出CallStack看看^_^）：

procedure OnPaint(var tMsg: TMessage); message WM_PAINT; // Interface
// Implementation
procedure TForm1.OnPaint(var tMsg: TMessage);
begin
SendMessage(Self.Handle, WM_PAINT, 0, 0);
end;

SendMessage & PostMessage:

SendMessage发送一个消息给窗口，同时，操作系统会去直接调用窗口的窗口过程而不经过线程的消息队列。

而PostMessage则仅仅是将消息投递到消息队列，应用程序通过GetMessage/PeekMessage获取消息处理后再交给系统分发消息。

消息在多线程中的问题：

分析一个具体过程说明在多线程中因消息而引起的问题：

线程A（主线程）通过GetMessage->DispatchMessage，接下来通过User32模块的帮助调用WndProc进行消息处理的过程对RichEdit中插入一张图片。其步骤如下：

1. 在RichEdit中定位要插入的位置（X, Y）。RichEdit->SetSel(X, Y)
2. 创建OLE对象。

3. 获取ClientSite接口插入对象。

线程B通过SendMessage调用WndProc要求在RichEdit的末尾添加一段文字。其步骤如下：

1. 定位到RichEdit末尾。RichEdit->SetSel(-1, -1);
2. 调用RichEdit->ReplaceSel(sText)插入文本。

假如线程A在步骤1刚运行完毕后，其运行时间片结束，线程被挂起，当前的状态被保存到线程A的堆栈中。

线程B开始运行，线程B插入文本完成返回，线程A重新被唤醒，开始执行步骤2，3，而这时，线程B已经改变了当前的插入位置，线程A并不知道，于是，就会出现插入的图片错位现象。归根结底，是线程的同步问题。结论：

尽量用PostMessage而不是SendMessage。

6) 异常引起的问题。

看这段代码：

CCriticalSection m_cLock;

   m_cLock.Lock;
   // Do something
   m_cLock.Unlock();

    初看是没有什么问题，但是，如果我们在DoSomeThing的时候产生了异常，那么UnLock代码将不会被执行，于是，线程锁将一直处与加锁状态，其他线程将无法访问。

m_cLock.Lock;
try
{
// Do something
m_cLock.Unlock();
}
catch(…)
{
m_cLock.Unlock();
}

在Delphi中处理这种情况很简单：m_cLock.Lock;
try
// Do something
finally
m_cLock.Unlock;
end;

以上是我在多线程中所遇到的一些问题的总结，希望能对大家有用。

4、线程效率

虽然线程能够提高我们的程序的效率，然而，如果使用不当，反而会降低程序效率。特别是在线程同步的过程中，对于公共资源的读写保护部分。

看下面的例子（假设这是一个网络多线程下载程序，一个线程负责将下载的内容保存到文件，另外几个线程负责将数据加到队列中，下面写出保存线程的示例）：

typedef struct
{
   char           m_pBuf[1024];           // … Data
}TNode, *PNode;

private:
   CPtrList                                m_plTmpList;
CCriticalSection                 m_cLock;

POSITION       posTmp;
          PNode             pItem = NULL;

m_cLock.Lock();
try
{
   posTmp = m_plTmpList.GetTailPosition();

   while(posTmp)
   {
     posPrev = posTmp;
         pItem = (PNode)m_plTmpList.GetPrev(posTmp);
      // 对于pItem进行处理，保存到磁盘      m_plTmp.RemoveAt(posPrev);
     delete pItem;
   }
m_cLock.Unlock();
}
catch(…)
{
       m_cLock.Unlock();
}

通常情况下，我们会使用这种方式来遍历整个列表，然而，如果我们对于pItem的处理需要很长时间，比如我们要将pItem中的数据存放到硬盘上，那么这个过程将会非常耗时。其它线程将无法访问该列表。

那么如何才能提高效率呢？

我们可以使用两个队列，一个队列设置为下载队列，另外一个是当前保存队列。当保存队列中的所有内容全部保存到磁盘后，我们将下载队列和保存队列进行交换，即下载队列变成保存队列，保存队列变成下载队列。

总之，在线程同步操作中，提高线程效率最重要的就是减少线程公共资源操作的时间，或者是采用其它方法避免同步。

5、后记（题外话）

当我们习惯于Windows下的RAD开发工具的时候，我们往往忽略了对于整个RDA环境的封装以及系统底层的探究，隐藏在操作系统内部的东西或机制往往被我们忽略。

RAD工具大大提高了开发效率，然后它也助长了我们的惰性。

很多人在抱怨大学里学习的东西都没有用，然而，现在看来，当初的很多东西都是很有用的，比如操作系统原理，数据结构和算法。

我不是计算机的专业出身，我很庆幸当初自己对哪些东西略微了解了一些，以至于我现在理解起来一些东西不再那么困难。

理解Windows的运行原理，Windows的主要模块作用，对于软件开发有很大的帮助。

很长一段时间里，我被Windows的华丽外衣所迷惑，整天还沉浸在DOS下的单任务环境，迷失在Windows下的软件开发中。幸好，现在终于走出了这片森林，看到了森林的一角。

可以欣慰的说一声：我终于找到进入软件开发的大门了。软件开发，是人和机器的交互过程。

我们想让机器更好的为我们工作，我们就需要对机器有较多的认识，同时也要对我们所处的开发环境有较多的了解。

软件开发，不仅仅是一门技术，更是一门艺术。然后，在现在，能把它当成一门艺术来看待的人已经不多了

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