Delphi 中多線程同步的一些處理方法

當(dāng)創(chuàng)建了多個線程，并且多個線程都要訪問同一資源，，就有可能出現(xiàn)混亂，于是用Synchronize來控制，使同一時間只有一個線程使用那部分資源，Synchronize參數(shù)里面的代碼就是多線程需要公共的代碼！


線程是進(jìn)程內(nèi)一個相對獨(dú)立的、可調(diào)度的執(zhí)行單元。一個應(yīng)用可以有一個主線程，一個主線程可以有多個子線程，子線程還可以有自己的子線程，這樣就構(gòu)成了多線程應(yīng)用了。由于多個線程往往會同時訪問同一塊內(nèi)存區(qū)域，頻繁的訪問這塊區(qū)域，將會增加產(chǎn)生線程沖突的概率。一旦產(chǎn)生了沖突，將會造成不可預(yù)料的結(jié)果（該公用區(qū)域的值是不可預(yù)料的）可見處理線程同步的必要性。
　　 注意：本文中出現(xiàn)的所有代碼都是用DELPHI描述的，調(diào)試環(huán)境為Windows me ，Delphi 6。其中所涉及的Windows API函數(shù)可以從MSDN獲得詳細(xì)的文檔。
　　 首先引用一個實(shí)例來引出我們以下的討論，該實(shí)例沒有采取任何措施來避免線程沖突，它的主要過程為：由主線程啟動兩個線程對letters這個全局變量進(jìn)行頻繁的讀寫，然后分別把修改的結(jié)果顯示到ListBox中。由于沒有同步這兩個線程，使得線程在修改letters時產(chǎn)生了不可預(yù)料的結(jié)果。
　　 ListBox中的每一行的字母都應(yīng)該一致，但是上圖畫線處則不同，這就是線程沖突產(chǎn)生的結(jié)果。當(dāng)兩個線程同時訪問該共享內(nèi)存時，一個線程還未對該內(nèi)存修改完，另一個線程又對該內(nèi)存進(jìn)行了修改，由于寫值的過程沒有被串行化，這樣就產(chǎn)生了無效的結(jié)果�？梢娋�程同步的重要性。

　　 以下是本例的代碼

　　 unit.pas文件
　　 unit Unit1;
　　 interface
　　 uses
　　 Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
　　 Dialogs, StdCtrls;
　　
　　 //定義窗口類
　　 type
　　 TForm1 = class(TForm)
　　 ListBox1: TListBox;
　　 ListBox2: TListBox;
　　 Button1: TButton;
　　 procedure Button1Click(Sender: TObject);
　　 private
　　 { Private declarations }
　　 public
　　 { Public declarations }
　　 end;
　　
　　 //定義線程類
　　 type
　　 TListThread=class(TThread)
　　 private
　　 Str:String;
　　 protected
　　 procedure AddToList;//將Str加入ListBox組件
　　 Procedure Execute;override;
　　 public
　　 LBox:TListBox;
　　 end;
　　 //定義變量
　　 var
　　 Form1: TForm1;
　　 Letters:String='AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA';//全局變量
　　
　　 implementation
　　
　　 {$R *.dfm}
　　
　　 //線程類實(shí)現(xiàn)部分
　　 procedure TListThread.Execute;
　　 var
　　 I,J,K:Integer;
　　 begin
　　 for i:=0 to 50 do
　　 begin
　　 for J:=1 to 20 do
　　 for K:=1 to 1000 do//循環(huán)1000次增加產(chǎn)生沖突的幾率
　　 if letters[j]<'Z' then
　　 letters[j]:=succ(Letters[j])
　　 else
　　 letters[j]:='A';
　　 str:=letters;
　　 synchronize(addtolist);//同步訪問VCL可視組件
　　 end;
　　 end;
　　
　　 procedure TListThread.AddToList;
　　 begin
　　 LBox.Items.Add(str);//將str加入列表框
　　 end;
　　
　　 //窗口類實(shí)現(xiàn)部分
　　 procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
　　 var
　　 th1,th2:TListThread;
　　 begin
　　 Listbox1.Clear;
　　 Listbox2.Clear;
　　 th1:=tlistThread.Create(true);//創(chuàng)建線程1
　　 th2:=tlistThread.Create(true);//創(chuàng)建線程2
　　 th1.LBox:=listBox1;
　　 th2.LBox:=listBox2;
　　 th1.Resume;//開始執(zhí)行
　　 th2.Resume;
　　 end;
　　 end.
　　
　　 由上例可見，當(dāng)多個線程同時修改一個公用變量時，會產(chǎn)生沖突，所以我們要設(shè)法防止它，這樣我們開發(fā)的多線程應(yīng)用才能夠穩(wěn)定地運(yùn)行。下面我們來改進(jìn)它。我們先使用臨界段來串行化，實(shí)現(xiàn)同步。在上例unit1.pas代碼的uses段中加入SyncObjs單元，加入全局臨界段變量（TRTLCriticalSection）Critical1，在FormCreate事件中加入InitializeCriticalSection(Critical1)這句代碼，在FormDestroy事件中加入DeleteCriticalSection(Critical1)這句代碼，然后修改TListThread.Execute函數(shù)，修改后的代碼似如下所示（?處為增加的代碼）：
　　 procedure TListThread.Execute;
　　 var
　　 I,J,K:Integer;
　　 begin
　　 for i:=0 to 50 do
　　 begin
　　 ?EnterCriticalSection(Critical1);//進(jìn)入臨界段
　　 for J:=1 to 20 do
　　 for K:=1 to 3000 do
　　 if letters[j]<'Z' then
　　 letters[j]:=succ(Letters[j])
　　 else
　　 letters[j]:='A';
　　 str:=letters;
　　 ?LeaveCriticalSection(Critical1);//退出臨界段
　　 synchronize(addtolist);
　　 end;
　　 end;
　　 好了，重新編譯，運(yùn)行結(jié)果如下圖所示(略)
　　
　　 程序成功的避免了沖突，看來真的很簡單，我們成功了！當(dāng)然我們還可以使用其它同步技術(shù)如Mutex（互斥對象）, Semaphore（信號量）等，這些技術(shù)都是Windows通過API直接提供給我們的。

　　
　　 下面總結(jié)一下Windows常用的幾種線程同步技術(shù)。

　　 1. Critical Sections（臨界段），源代碼中如果有不能由兩個或兩個以上線程同時執(zhí)行的部分，可以用臨界段來使這部分的代碼執(zhí)行串行化。它只能在一個獨(dú)立的進(jìn)程或一個獨(dú)立的應(yīng)用程序中使用。使用方法如下：
　　 //在窗體創(chuàng)建中
　　 InitializeCriticalSection(Critical1)
　　 //在窗體銷毀中
　　 DeleteCriticalSection(Critical1)
　　 //在線程中
　　 EnterCriticalSection(Critical1)
　　 ……保護(hù)的代碼
　　 LeaveCriticalSection(Critical1)
　　 2. Mutex（互斥對象），是用于串行化訪問資源的全局對象。我們首先設(shè)置互斥對象，然后訪問資源，最后釋放互斥對象。在設(shè)置互斥對象時，如果另一個線程（或進(jìn)程）試圖設(shè)置相同的互斥對象，該線程將會停下來，直到前一個線程（或進(jìn)程）釋放該互斥對象為止。注意它可以由不同應(yīng)用程序共享。使用方法如下：
　　 //在窗體創(chuàng)建中
　　 hMutex:=CreateMutex(nil,false,nil)
　　 //在窗體銷毀中
　　 CloseHandle(hMutex)
　　 //在線程中
　　 WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE)
　　 ……保護(hù)的代碼
　　 ReleaseMutex(hMutex)
　　 3. Semaphore（信號量），它與互斥對象相似，但它可以計(jì)數(shù)。例如可以允許一個給定資源同時同時被三個線程訪問。其實(shí)Mutex就是最大計(jì)數(shù)為一的Semaphore。使用方法如下：
　　 //在窗體創(chuàng)建中
　　 hSemaphore:= CreateSemaphore(nil,lInitialCount,lMaximumCount,lpName)
　　 //在窗體銷毀中
　　 CloseHandle(hSemaphore)
　　 //在線程中
　　 WaitForSingleObject(hSemaphore,INFINITE)
　　 ……保護(hù)的代碼
　　 ReleaseSemaphore(hSemaphore, lReleaseCount, lpPreviousCount)
　　 4. 還可以使用Delphi中的TcriticalSection這個VCL對象，它的定義在Syncobjs.pas中。
　　
　　 當(dāng)你開發(fā)多線程應(yīng)用時，并且多個線程同時訪問一個共享資源或數(shù)據(jù)時，你需要考慮線程同步的問題了。
　　
　　 delphi中多線程同步的一些方法
　　 [ 2006-01-09 10:48:03 | 作者: snox 字體大小:大 |中 |小 ]
　　 當(dāng)有多個線程的時候，經(jīng)常需要去同步這些線程以訪問同一個數(shù)據(jù)或資源。例如，假設(shè)有一個程序，其中一個線程用于把文件讀到內(nèi)存，而另一個線程用于統(tǒng)計(jì)文件中的字符數(shù)。當(dāng)然，在把整個文件調(diào)入內(nèi)存之前，統(tǒng)計(jì)它的計(jì)數(shù)是沒有意義的。但是，由于每個操作都有自己的線程，操作系統(tǒng)會把兩個線程當(dāng)作是互不相干的任務(wù)分別執(zhí)行，這樣就可能在沒有把整個文件裝入內(nèi)存時統(tǒng)計(jì)字?jǐn)?shù)。為解決此問題，你必須使兩個線程同步工作。
　　 存在一些線程同步地址的問題，Win32提供了許多線程同步的方式。在本節(jié)你將看到使用臨界區(qū)、 互斥、信號量和事件來解決線程同步的問題。

　　 1. 臨界區(qū)
　　 臨界區(qū)是一種最直接的線程同步方式。所謂臨界區(qū)，就是一次只能由一個線程來執(zhí)行的一段代碼。如果把初始化數(shù)組的代碼放在臨界區(qū)內(nèi)，另一個線程在第一個線程處理完之前是不會被執(zhí)行的。
　　 在使用臨界區(qū)之前，必須使用InitializeCriticalSection()過程來初始化它。
　　 其聲明如下：
　　 procedure InitializeCriticalSection(var
　　 lpCriticalSection參數(shù)是一個TRTLCriticalSection類型的記錄，并且是變參。至于TRTLCriticalSection 是如何定義的，這并不重要，因?yàn)楹苌傩枰�查看這個記錄中的具體內(nèi)容。只需要在lpCriticalSection中傳遞未初始化的記錄，InitializeCriticalSection()過程就會填充這個記錄。
　　 注意Microsoft故意隱瞞了TRTLCriticalSection的細(xì)節(jié)。因?yàn)�，其�?nèi)容在不同的硬件平臺上是不同的。在基于Intel的平臺上，TRTLCriticalSection包含一個計(jì)數(shù)器、一個指示當(dāng)前線程句柄的域和一個系統(tǒng)事件的句柄。在Alpha平臺上，計(jì)數(shù)器被替換為一種Alpha-CPU 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為spinlock。在記錄被填充后，我們就可以開始創(chuàng)建臨界區(qū)了。這時我們需要用EnterCriticalSection()和LeaveCriticalSection()來封裝代碼塊。這兩個過程的聲明如下：
　　 procedure EnterCriticalSection(var lpCriticalSection:TRRLCriticalSection);stdcall;
　　 procedure LeaveCriticalSection(var
　　 正如你所想的，參數(shù)lpCriticalSection就是由InitializeCriticalSection()填充的記錄。
　　 當(dāng)你不需要TRTLCriticalSection記錄時，應(yīng)當(dāng)調(diào)用DeleteCriticalSection()過程，下面是它的聲明：
　　 procedure DeleteCriticalSection(var
　　
　　 2. 互斥
　　 互斥非常類似于臨界區(qū)，除了兩個關(guān)鍵的區(qū)別：首先，互斥可用于跨進(jìn)程的線程同步。其次，互斥能被賦予一個字符串名字，并且通過引用此名字創(chuàng)建現(xiàn)有互斥對象的附加句柄。
　　 提示臨界區(qū)與事件對象(比如互斥對象)的最大的區(qū)別是在性能上。臨界區(qū)在沒有線程沖突時，要用1 0 ~ 1 5個時間片，而事件對象由于涉及到系統(tǒng)內(nèi)核要用400~600個時間片。
　　 可以調(diào)用函數(shù)CreateMutex ( )來創(chuàng)建一個互斥量。下面是函數(shù)的聲明：
　　 function
　　 lpMutexAttributes參數(shù)為一個指向TSecurityAttributtes記錄的指針。此參數(shù)通常設(shè)為0，表示默認(rèn)的安全屬性。bInitalOwner參數(shù)表示創(chuàng)建互斥對象的線程是否要成為此互斥對象的擁有者。當(dāng)此參數(shù)為False時， 表示互斥對象沒有擁有者。
　　 lpName參數(shù)指定互斥對象的名稱。設(shè)為nil表示無命名，如果參數(shù)不是設(shè)為nil，函數(shù)會搜索是否有同名的互斥對象存在。如果有，函數(shù)就會返回同名互斥對象的句柄。否則，就新創(chuàng)建一個互斥對象并返回其句柄。
　　 當(dāng)使用完互斥對象時，應(yīng)當(dāng)調(diào)用CloseHandle()來關(guān)閉它。
　　 在程序中使用WaitForSingleObject()來防止其他線程進(jìn)入同步區(qū)域的代碼。此函數(shù)聲明如下：
　　 function
　　
　　 這個函數(shù)可以使當(dāng)前線程在dwMilliseconds指定的時間內(nèi)睡眠，直到hHandle參數(shù)指定的對象進(jìn)入發(fā)信號狀態(tài)為止。一個互斥對象不再被線程擁有時，它就進(jìn)入發(fā)信號狀態(tài)。當(dāng)一個進(jìn)程要終止時，它就進(jìn)入發(fā)信號狀態(tài)。dwMilliseconds參數(shù)可以設(shè)為0，這意味著只檢查hHandle參數(shù)指定的對象是否處于發(fā)信號狀態(tài)，而后立即返回。dwMilliseconds參數(shù)設(shè)為INFINITE，表示如果信號不出現(xiàn)將一直等下去。
　　 這個函數(shù)的返回值如下
　　 WaitFor SingleObject()函數(shù)使用的返回值
　　 返回值 含義
　　 WAIT_ABANDONED 指定的對象是互斥對象，并且擁有這個互斥對象的線程在沒有釋放此對象之前就已終止。此時就稱互斥對象被拋棄。這種情況下，這個互斥對象歸當(dāng)前線程所有，并把它設(shè)為非發(fā)信號狀態(tài)
　　 WAIT_OBJECT_0 指定的對象處于發(fā)信號狀態(tài)
　　 WAIT_TIMEOUT等待的時間已過，對象仍然是非發(fā)信號狀態(tài)再次聲明，當(dāng)一個互斥對象不再被一個線程所擁有,它就處于發(fā)信號狀態(tài)。此時首先調(diào)用WaitForSingleObject()函數(shù)的線程就成為該互斥對象的擁有者，此互斥對象設(shè)為不發(fā)信號狀態(tài)。當(dāng)線程調(diào)用ReleaseMutex()函數(shù)并傳遞一個互斥對象的句柄作為參數(shù)時，這種擁有關(guān)系就被解除，互斥對象重新進(jìn)入發(fā)信號狀態(tài)。
　　 注意除WaitForSingleObject()函數(shù)外，你還可以使用WaitForMultipleObject()和MsgWaitForMultipleObject()函數(shù)，它們可以等待幾個對象變?yōu)榘l(fā)信號狀態(tài)。這兩個函數(shù)的詳細(xì)情況請看Win32 API聯(lián)機(jī)文檔。
　　 3. 信號量
　　 另一種使線程同步的技術(shù)是使用信號量對象。它是在互斥的基礎(chǔ)上建立的，但信號量增加了資源計(jì)數(shù)的功能，預(yù)定數(shù)目的線程允許同時進(jìn)入要同步的代碼�？梢杂肅reateSemaphore()來創(chuàng)建一個信號量對象，其聲明如下：
　　 function
　　 和CreateMutex()函數(shù)一樣，CreateSemaphore()的第一個參數(shù)也是一個指向TSecurityAttribute s記錄的指針，此參數(shù)的缺省值可以設(shè)為nil。
　　 lInitialCount參數(shù)用來指定一個信號量的初始計(jì)數(shù)值，這個值必須在0和lMaximumCount之間。此參數(shù)大于0，就表示信號量處于發(fā)信號狀態(tài)。當(dāng)調(diào)用WaitForSingleObject()函數(shù)(或其他函數(shù))時，此計(jì)數(shù)值就減1。當(dāng)調(diào)用ReleaseSemaphore()時，此計(jì)數(shù)值加1。
　　 參數(shù)lMaximumCount指定計(jì)數(shù)值的最大值。如果這個信號量代表某種資源，那么這個值代表可用資源總數(shù)。
　　 參數(shù)lpName用于給出信號量對象的名稱，它類似于CreateMutex()函數(shù)的lpName參數(shù)。
　　 ——————————————————————————————————————————

　　 線程同步：
　　 Synchronize()是在一個隱蔽的窗口里運(yùn)行，如果在這里你的任務(wù)很繁忙，你的主窗口會阻塞掉;Synchronize()只是將該線程的代碼放到主線程中運(yùn)行，并非線程同步。
　　 臨界區(qū)是一個進(jìn)程里的所有線程同步的最好辦法，他不是系統(tǒng)級的，只是進(jìn)程級的，也就是說他可能利用進(jìn)程內(nèi)的一些標(biāo)志來保證該進(jìn)程內(nèi)的線程同步，據(jù)Richter說是一個記數(shù)循環(huán);臨界區(qū)只能在同一進(jìn)程內(nèi)使用;臨界區(qū)只能無限期等待，不過2k增加了TryEnterCriticalSection函數(shù)實(shí)現(xiàn)0時間等待。
　　 互斥則是保證多進(jìn)程間的線程同步，他是利用系統(tǒng)內(nèi)核對象來保證同步的。由于系統(tǒng)內(nèi)核對象可以是有名字的，因此多個進(jìn)程間可以利用這個有名字的內(nèi)核對象保證系統(tǒng)資源的線程安全性�；コ饬渴荳in32 內(nèi)核對象，由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理;互斥量可以使用WaitForSingleObject實(shí)現(xiàn)無限等待，0時間等待和任意時間等待。

　　 1. 臨界區(qū)
　　 臨界區(qū)是一種最直接的線程同步方式。所謂臨界區(qū)，就是一次只能由一個線程來執(zhí)行的一段代碼。如果把初始化數(shù)組的代碼放在臨界區(qū)內(nèi)，另一個線程在第一個線程處理完之前是不會被執(zhí)行的。在使用臨界區(qū)之前，必須使用InitializeCriticalSection()過程來初始化它。
　　 在第一個線程調(diào)用了EnterCriticalSection()之后，所有別的線程就不能再進(jìn)入代碼塊。下一個線程要等第一個線程調(diào)用LeaveCriticalSection()后才能被喚醒。

　　 2. 互斥
　　 互斥非常類似于臨界區(qū)，除了兩個關(guān)鍵的區(qū)別：首先，互斥可用于跨進(jìn)程的線程同步。其次，互斥能被賦予一個字符串名字，并且通過引用此名字創(chuàng)建現(xiàn)有互斥對象的附加句柄。
　　 提示：臨界區(qū)與事件對象(比如互斥對象)的最大的區(qū)別是在性能上。臨界區(qū)在沒有線程沖突時，要用10 ~ 15個時間片，而事件對象由于涉及到系統(tǒng)內(nèi)核要用400~600個時間片。
　　 當(dāng)一個互斥對象不再被一個線程所擁有,它就處于發(fā)信號狀態(tài)。此時首先調(diào)用WaitForSingleObject()函數(shù)的線程就成為該互斥對象的擁有者，此互斥對象設(shè)為不發(fā)信號狀態(tài)。當(dāng)線程調(diào)用ReleaseMutex()函數(shù)并傳遞一個互斥對象的句柄作為參數(shù)時，這種擁有關(guān)系就被解除，互斥對象重新進(jìn)入發(fā)信號狀態(tài)。
　　 可以調(diào)用函數(shù)CreateMutex()來創(chuàng)建一個互斥量。當(dāng)使用完互斥對象時，應(yīng)當(dāng)調(diào)用CloseHandle()來關(guān)閉它。
　　 3. 信號量

　　 另一種使線程同步的技術(shù)是使用信號量對象。它是在互斥的基礎(chǔ)上建立的，但信號量增加了資源計(jì)數(shù)的功能，預(yù)定數(shù)目的線程允許同時進(jìn)入要同步的代碼�？梢杂肅reateSemaphore()來創(chuàng)建一個信號量對象，
　　 因?yàn)橹辉试S一個線程進(jìn)入要同步的代碼，所以信號量的最大計(jì)數(shù)值(lMaximumCount)要設(shè)為1。ReleaseSemaphore()函數(shù)將使信號量對象的計(jì)數(shù)加1;
　　 記住，最后一定要調(diào)用CloseHandle()函數(shù)來釋放由CreateSemaphore()創(chuàng)建的信號量對象的句柄。
　　 ★★★WaitForSingleObject函數(shù)的返值：
　　 WAIT_ABANDONED指定的對象是互斥對象，并且擁有這個互斥對象的線程在沒有釋放此對象之前就已終止。此時就稱互斥對象被拋棄。這種情況下，這個互斥對象歸當(dāng)前線程所有，并把它設(shè)為非發(fā)信號狀態(tài);
　　 WAIT_OBJECT_0 指定的對象處于發(fā)信號狀態(tài);
　　 WAIT_TIMEOUT等待的時間已過，對象仍然是非發(fā)信號狀態(tài);
　　 ——————————————————————————————————————————————

　　 VCL支持三種技術(shù)來達(dá)到這個目的：
　　 （2） 使用critical區(qū)

　　 如果對象沒有提高內(nèi)置的鎖定功能，需要使用critical區(qū)，Critical區(qū)在同一個時間只也許一個線程進(jìn)入。為了使用Critical區(qū)，產(chǎn)生一個TCriticalSection全局的實(shí)例。TcriticalSection有兩個方法，Acquire(阻止其他線程執(zhí)行該區(qū)域)和Release(取消阻止)
　　 每個Critical區(qū)是與你想要保護(hù)的全局內(nèi)存相關(guān)聯(lián)。每個訪問全局內(nèi)存的線程必須首先使用Acquire來保證沒有其他線程使用它。完成以后，線程調(diào)用Release方法，讓其他線程也可以通過調(diào)用Acquire來使用這塊全局內(nèi)存。
　　 警告：Critical區(qū)只有在所有的線程都使用它來訪問全局內(nèi)存，如果有線程直接調(diào)用內(nèi)存，而不通過Acquire，會造成同時訪問的問題。例如：LockXY是一個全局的Critical區(qū)變量。任何一個訪問全局X, Y的變量的線程，在訪問前，都必須使用Acquire
　　 LockXY.Acquire;{ lock out other threads }
　　 try
　　 Y := sin(X);
　　 finally
　　 LockXY.Release;
　　 end
　　 臨界區(qū)主要是為實(shí)現(xiàn)線程之間同步的，但是使用的時候注意，一定要在用此臨界對象同步的線程之外建立該對象（一般在主線程中建立臨界對象）。
　　 ————————————————————————————————————————————————
　　 線程同步使用臨界區(qū)，進(jìn)程同步使用互斥對象。

　　 Delphi中封裝了臨界對象。對象名為TCriticalSection，使用的時候只要在主線程當(dāng)中建立這個臨界對象（注意一定要在需要同步的線程之外建立這個對象）。具體同步的時候使用Lock和Unlock即可。

　　 而進(jìn)程間同步建立互斥對象，則只需要建立一個互斥對象CreateMutex. 需要同步的時候只需要WaitForSingleObject(mutexhandle, INFINITE) unlock的時候只需要ReleaseMutex(mutexhandle);即可。

　　 有很多方法, 信號燈, 臨界區(qū), 互斥對象,此外, windows下還可以用全局原子,共享內(nèi)存等等. 在windows體系中, 讀寫一個8位整數(shù)時原子的, 你可以依靠這一點(diǎn)完成互斥的方法. 對于能夠產(chǎn)生全局名稱的方法能夠可以在進(jìn)程間同步上(如互斥對象), 也可以用在線程間同步上;不能夠產(chǎn)生全局名稱的方法(如臨界區(qū))只能用在線程間同步上.

在編寫多線程應(yīng)用程序時，最重要的是控制好線程間的同步資源訪問，以保證線程的安全運(yùn)行。Win 32 API提供了一組同步對象，如：信號燈(Semaphore)、互斥（Mutex）、臨界區(qū)（CriticalSection）和事件(Event)等，用來解決這個問題。 

　　Delphi分別將事件對象和臨界區(qū)對象封裝為Tevent對象和TcritialSection對象，使得這兩個對象的使用簡單且方便。但是如果在Delphi程序中要使用信號燈或互斥等對象就必須借助于復(fù)雜的Win32 API函數(shù)，這對那些不熟悉Win32 API函數(shù)的編程人員來說很不方便。因此，筆者用Delphi構(gòu)造了兩個類,對信號燈和互斥對象進(jìn)行了封裝（分別為TSemaphore和TMutex），希望對廣大Delphi編程人員有所幫助。 

　　一、類的構(gòu)造 
　　我們先對Win32 API的信號燈對象和互斥對象進(jìn)行抽象，構(gòu)造一個父類THandleObjectEx，然后由這個父類派生出兩個子類Tsemphore和Tmutex。 

　　類的源代碼如下： 

　　unit SyncobjsEx; 

　　interface 

　　uses Windows,Messages,SysUtils,Classes,Syncobjs; 

　　type 

　　 THandleObjectEx = class(THandleObject) 

　　// THandleObjectEx為互斥類和信號燈類的父類 

　　 protected 

　　 FHandle: THandle; 

　　 FLastError: Integer; 

　　 public 

　　 destructor Destroy; override; 

　　 procedure Release;override; 

　　 function WaitFor(Timeout: DWORD): TWaitResult; 

　　 property LastError:Integer read FLastError; 

　　 property Handle: THandle read FHandle; 

　　 end; 

　　 TMutex = class(THandleObjectEx)//互斥類 

　　 public 

　　 constructor Create(MutexAttributes: PSecurityAttributes; InitialOwner: Boolean;const Name:string); 

　　 procedure Release; override; 

　　 end; 

　　 TSemaphore = class(THandleObjectEx) 

　　//信號燈類 

　　public 

　　constructor Create(SemaphoreAttributes: PSecurityAttributes;InitialCount:Integer;MaximumCount: integer; const Name: string); 

　　procedure Release(ReleaseCount: Integer=1;PreviousCount:Pointer=nil)；overload; 

　　 end; 

　　implementation 

　　{ THandleObjectEx }//父類的實(shí)現(xiàn) 

　　destructor THandleObjectEx.Destroy; 

　　begin 

　　 Windows.CloseHandle(FHandle); 

　　 inherited Destroy; 

　　end; 

　　procedure THandleObjectEx.Release; 

　　begin 

　　end; 

　　function THandleObjectEx.WaitFor(Timeout: DWORD): TWaitResult; 

　　//等待函數(shù)，參數(shù)為等待時間 

　　begin 

　　case WaitForSingleObject(Handle, Timeout) of 

　　WAIT_ABANDONED: Result := wrAbandoned; 

　　//無信號 

　　WAIT_OBJECT_0: Result := wrSignaled; 

　　//有信號 

　　WAIT_TIMEOUT: Result := wrTimeout;//超時 

　　WAIT_FAILED://失敗 

　　 begin 

　　 Result := wrError; 

　　 FLastError := GetLastError; 

　　 end; 

　　 else 

　　 Result := wrError; 

　　 end; 

　　end; 

　　{ TSemaphore }//信號燈類的實(shí)現(xiàn) 

　　constructor TSemaphore.Create(SemaphoreAttributes: PSecurityAttributes; 

　　 InitialCount, MaximumCount: integer; const Name: string);//信號燈類的構(gòu)造函數(shù) 

　　begin 

　　FHandle := CreateSemaphore 

　　(SemaphoreAttributes,InitialCount, 

　　MaximumCount,PChar(Name)); 

　　//四個參數(shù)分別為：安全屬性、初始信號燈計(jì)數(shù)、最大信號燈計(jì)數(shù)、信號燈名字 

　　end; 

　　procedure TSemaphore.Release(ReleaseCount: Integer=1; PreviousCount: Pointer=nil); 

　　//信號燈類的Release方法，每執(zhí)行一次按指定量增加信號燈計(jì)數(shù) 

　　begin 

　　 Windows.ReleaseSemaphore(FHandle, ReleaseCount, PreviousCount); 

　　end; 

　　{ TMutex }//互斥類的實(shí)現(xiàn) 

　　constructor TMutex.Create(MutexAttributes: PSecurityAttributes; 

　　InitialOwner: Boolean; const Name: string); 

　　//互斥類的構(gòu)造函數(shù) 

　　begin 

　　 FHandle := CreateMutex(MutexAttributes, InitialOwner, PChar(Name)); 

　　end; 

　　procedure TMutex.Release;//互斥類的Release方法，用來釋放對互斥對象的所有權(quán) 

　　begin 

　　 Windows.ReleaseMutex(FHandle); 

　　end; 

　　end. 

　　二、信號燈對象與互斥對象的使用 
　　1. 信號燈對象 

　　信號燈對象維持一個從0到指定最大值之間的數(shù)。在其計(jì)數(shù)大于0時是有信號的，而在其計(jì)數(shù)為0時是無信號的。信號燈對象可用來限制對共享資源進(jìn)行訪問的線程數(shù)量，例如應(yīng)用程序可使用信號燈對象來限制它建立的窗口數(shù)量。 

　　用類的Create方法來建立信號燈對象，在調(diào)用該方法時，可以指定對象的初始計(jì)數(shù)和最大計(jì)數(shù)。該方法有四個參數(shù)，依次為：安全屬性、初始計(jì)數(shù)、最大計(jì)數(shù)和對象名字（以便別的進(jìn)程的線程可打開指定名字的信號燈句柄）。如： 

　　Semaphore := TSemaphore.Create(nil,10,10,''); 

　　一般把信號燈的初始計(jì)數(shù)設(shè)置成最大值。每次當(dāng)信號燈有信號并等待函數(shù)返回時，信號燈計(jì)數(shù)就會減1，而通過調(diào)用對象的Release方法可按指定量增加信號燈的計(jì)數(shù)（默認(rèn)為加1）。計(jì)數(shù)值越小就表明訪問共享資源的程序越多。如：“Semaphore.Release(3, nil);”，其中第一個參數(shù)為增加的信號燈數(shù)量，第二個參數(shù)為執(zhí)行該方法之前的信號燈數(shù)量。信號燈用法舉例： 

　　if wrSignaled = Semaphore.WaitFor(10000) then//若信號燈是有信號的 

　　begin 

　　 //打開另一個窗口 

　　end 

　　 Semaphore.Release() 

　　在線程建立窗口之前，它使用WaitFor函數(shù)確定信號燈的當(dāng)前計(jì)數(shù)是否允許建立新的窗口，等待時間設(shè)為10秒。 

　　2. 互斥對象 

　　Mutex對象的狀態(tài)在它不被任何線程擁有時是有信號的，而當(dāng)它被擁有時則是無信號的。Mutex對象很適合用來協(xié)調(diào)多個線程對共享資源的互斥訪問(mutually exclusive)。例如，有幾個線程共享對數(shù)據(jù)庫的訪問時，線程可以使用Mutex對象，一次只允許一個線程向數(shù)據(jù)庫寫入。 

　　用類的Create方法建立Mutex 對象，在建立Mutex 時，可以為對象起個名字，這樣其他進(jìn)程中的線程可以打開指定名字的Mutex對象句柄。例如： 

　　Mutex := TMutex.Create(nil, False, ''); 

　　在完成對共享資源的訪問后，可以調(diào)用Release方法來釋放Mutex，以便讓別的線程能訪問共享資源。如果線程終止而不釋放Mutex，則認(rèn)為該Mutex被廢棄。 

　　互斥對象用法舉例如下： 

　　if wrSignaled = Mutex.WaitFor(10000) then//若獲得互斥對象的擁有權(quán) 

　　 begin 

　　 try 

　　 //往數(shù)據(jù)庫寫入 

　　 finally 

　　Mutex.Release;//釋放對互斥對象的擁有權(quán) 

　　 end; 

　　 end;