參考：http://www.cnblogs.com/rogee/archive/2010/09/20/1832053.html

　　Delphi中有一個(gè)線(xiàn)程類(lèi)TThread是用來(lái)實(shí)現多線(xiàn)程編程的，這個(gè)絕大多數的Delphi書(shū)籍都有講到，但是基本上都是對TThread類(lèi)的幾個(gè)成員作一簡(jiǎn)單介紹，再說(shuō)明一個(gè) Execute的實(shí)現和 Synchronize 的用法就完了。然而這并不是多線(xiàn)程編程的全部。

　　線(xiàn)程本質(zhì)上是進(jìn)程中一段并發(fā)運行的代碼。一個(gè)進(jìn)程至少有一個(gè)線(xiàn)程，即所謂的主線(xiàn)程。同時(shí)還可以有多個(gè)子線(xiàn)程。當一個(gè)進(jìn)程中用到超過(guò)一個(gè)線(xiàn)程時(shí)，就是所謂的“多線(xiàn)程”

　　那么這個(gè)所謂的“一段代碼”是如何定義的呢？其實(shí)就是一個(gè)函數或過(guò)程（對Delphi而言）

　　如果用Windows API來(lái)創(chuàng )建線(xiàn)程的話(huà)，是通過(guò)一個(gè)叫做 CreateThread的API函數來(lái)實(shí)現的，它的定義是

HANDLE CreateThread(
    LPSECURITY_ATTRIBUTES lpThreadAttributes,    //線(xiàn)程屬性（用于在NT下進(jìn)行線(xiàn)程的安全屬性設置，在9X下無(wú)效）
    DWORD dwStackSize,    //堆棧大小
    LPTHREAD_START_ROUTINE lpStartAddress,    //起始地址
    LPVOLD lpParameter,    //參數
    DWORD dwCreationFlags,    //創(chuàng  )建標志（用于設置線(xiàn)程創(chuàng  )建時(shí)候的狀態(tài)）
    LPDWORD lpThreadId    //線(xiàn)程ID
);

　　最后返回線(xiàn)程 Handle。其中的起始地址就是線(xiàn)程函數的入口，直至線(xiàn)程函數結束，線(xiàn)程也就結束了

　　因為CreateThread的參數很多，而且是Windows API，所以在 C Runtime Library里面提供了一個(gè)通用的線(xiàn)程函數（理論上是可以在任何支持線(xiàn)程的OS中使用）:

unsigned long_beginthread(void(_USERENTRY *__start)(void*), unsigned __stksize, void * __arg);

　　Delphi也提供了一個(gè)相同功能的類(lèi)似函數

function BeginThread(SecurityAttributes: Pointer;
                                StackSize: LongWord;
                                ThreadFunc: TThreadFunc;
                                Parameter: Pointer;
                                CreationFlags: LongWord;
                                var ThreadId: LongWord): Integer;

　　這三個(gè)函數的功能是基本相同的，它們都是將線(xiàn)程函數中大代碼放到一個(gè)獨立的線(xiàn)程中執行。線(xiàn)程函數與一般函數最大的不同在于，線(xiàn)程函數一啟動(dòng)，這三個(gè)線(xiàn)程啟動(dòng)函數就返回了，主線(xiàn)程繼續向下執行，而線(xiàn)程函數在一個(gè)獨立的線(xiàn)程中執行，它要執行多久，什么時(shí)候返回，主線(xiàn)程是不管也不知道的。

　　正常情況下，線(xiàn)程函數返回之后，線(xiàn)程就終止了。但是也有其他方式：

Windows API:

VOID ExitThread(DWORD dwExitCode);

C Runtime Library:

void _endthread(void);

Delphi Runtime Library:

procedure EndThread(ExitCode: Integer);

　　為了記錄一些必要的線(xiàn)程數據（狀態(tài)/屬性等），OS會(huì )為線(xiàn)程創(chuàng )建一個(gè)內部Object，如在Windows中那個(gè)Handle 便是這個(gè)內部Object的 Handle，所以在線(xiàn)程結束的時(shí)候還應該釋放這個(gè)Object

　　雖然說(shuō)用API 和 RTL（Runtime Library）已經(jīng)可以很方便地進(jìn)行多線(xiàn)程編程了，但是還是需要進(jìn)行較多的細節處理，為此 Delphi在Classes單元中對線(xiàn)程做了一個(gè)較好的封裝，這就是VCL的線(xiàn)程類(lèi)： TThread

　　使用這個(gè)類(lèi)也很簡(jiǎn)單，大多數的Delphi都有說(shuō)，基本用法是：

1.先從TThread派生一個(gè)自己的線(xiàn)程類(lèi)（因為T(mén)Thread是一個(gè)抽象類(lèi)，不能生成實(shí)例）

2.然后是Override抽象方法：Execute（這就是線(xiàn)程函數，也就是在線(xiàn)程中執行的代碼部分）

3.如果需要用到可視VCL對象，還需要通過(guò)Synchronize過(guò)程進(jìn)行

　　本文接下來(lái)要討論的是TThread類(lèi)是如何對線(xiàn)程進(jìn)行封裝的，也就是深入探究一下TThread類(lèi)的實(shí)現。因為只有真正地了解它，才能更好的使用它

　　下面是Delphi 7 中TThread類(lèi)的聲明（本文只討論 Windows平臺下的實(shí)現，所以去掉了所有有關(guān)Linux平臺部分的代碼）

TThread = class
private
  FHandle: THandle;
  FThreadID: THandle;
  FCreateSuspended: Boolean;
  FTerminated: Boolean;
  FSuspended: Boolean;
  FFreeOnTerminate: Boolean;
  FFinished: Boolean;
  FReturnValue: Integer;
  FOnTerminate: TNotifyEvent;
  FSynchronize: TSynchronizeRecord;
  FFatalException: TObject;
  procedure CallOnTerminate;
  class procedure Synchronize(ASyncRec: PSynchronizeRecord); overload;
  function GetPriority: TThreadPriority;
  procedure SetPriority(Value: TThreadPriority);
  procedure SetSuspended(Value: Boolean);
protected
  procedure CheckThreadError(ErrCode: Integer); overload;
  procedure CheckThreadError(Success: Boolean); overload;
  procedure DoTerminate; virtual;
  procedure Execute; virtual; abstract;
  procedure Synchronize(Method: TThreadMethod); overload;
  property ReturnValue: Integer read FReturnValue write FReturnValue;
  property Terminated: Boolean read FTerminated;
public
  constructor Create(CreateSuspended: Boolean);
  destructor Destroy; override;
  procedure AfterConstruction; override;
  procedure Resume;
  procedure Suspend;
  procedure Terminate;
  function WaitFor: LongWord;
  class procedure Synchronize(AThread: TThread; AMethod: TThreadMethod); overload;
  class procedure StaticSynchronize(AThread: TThread; AMethod: TThreadMethod);
  property FatalException: TObject read FFatalException;
  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;

　　TThread類(lèi)在Delphi的RTL里面算是比較簡(jiǎn)單的類(lèi)，類(lèi)成員也不多，類(lèi)屬性都很簡(jiǎn)單明白，本文將只對幾個(gè)比較重要的類(lèi)成員方法和唯一的事件：OnTerminate做詳細分析

　　首先是構造函數

constructor TThread.Create(CreateSuspended: Boolean);
begin
    inherited Create;
    AddThread;
    FSuspended:= CreateSuspended;
    FCreateSuspended:= CreateSusPended;
    FHandle:= BeginThread(nil, 0, @ThreadProc, Pointer(Self), Create_SUSPENDED, FThreadID);
    if FHandle = 0 then
        raise EThread.CreateRssFmt(@SThreadCreateError,[SysErrorMessage(GetLastError)]);

end;

　　雖然這個(gè)構造函數沒(méi)有多少代碼，但是卻可以算是最重要的一個(gè)成員，因為線(xiàn)程就是在這里被創(chuàng )建的。

　　在通過(guò)Inherited 調用TObject.Create之后，第一句就是調用一個(gè)過(guò)程：AddThread，其源碼如下

procedure AddThread;
begin
    InterlockedIncrement(ThreadCount);
end;

　　同樣有對應的RemoveThread

procedure RemoveThread;
begin
    InterlockedDecrement(ThreadCount);
end;

　　它們的功能很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)增減一個(gè)全局變量來(lái)統計進(jìn)程中的線(xiàn)程數。只是這里用于增減變量的并不是常用的Inc/Dec過(guò)程，而是用InterlockedIncrement/InterlockedDecrement這對過(guò)程。，它們實(shí)現的功能完全一樣，都是對變量加一或減一。但是它們有一個(gè)最大的區別，那就是InterlockedIncrement/InterlockedDecrement是線(xiàn)程安全的。即它們在多線(xiàn)程下能保證執行結果的正確，而Inc/Dec不能。或者按操作系統理論中的術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，這是一對“原語(yǔ)”操作。以加一為例來(lái)說(shuō)明二者實(shí)現細節上的不同：

　　一般而言，對內存數據加一的操作分解之后有三步：

1)從內存讀出數據

2)數據加一

3)存入內存

　　現在假設在一個(gè)有兩個(gè)線(xiàn)程的進(jìn)程中用Inc進(jìn)行加一操作，可能出現下面這種情況：

1)線(xiàn)程A從內存中讀出數據（假設為3）

2)線(xiàn)程B也從內存中讀出數據（也是3）

3)線(xiàn)程A對數據加一（現在是4）

4)線(xiàn)程B對數據加一（現在也是4）

5)線(xiàn)程A將數據存入內存（現在內存中的數據是4）

6)線(xiàn)程B也將數據存入內存（現在的內存中的數據還是4，但是兩個(gè)線(xiàn)程都對它加了一，應該是5才對，所以這里出現了錯誤的結果

　　而用InterlockedIncrement過(guò)程則沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，因為所謂“原語(yǔ)”是一種不可中斷的操作，即操作系統能保證在一個(gè)“原語(yǔ)”執行完畢之前不會(huì )進(jìn)行線(xiàn)程切換。所以在上面的例子中，只有當線(xiàn)程A執行完并將數據存入到內存之后，線(xiàn)程B才可以開(kāi)始從中取數并進(jìn)行加一操作，這就保證了即使是在多線(xiàn)程情況下，結果一定會(huì )使正確的。

　　前面的那個(gè)例子也說(shuō)明一種“線(xiàn)程訪(fǎng)問(wèn)沖突”的情況，這也是為什么線(xiàn)程之間需要“同步”（Synchronize），關(guān)于這個(gè)，在后面說(shuō)到同步的時(shí)候還會(huì )再詳細討論

　　說(shuō)到同步，有一個(gè)題外話(huà)：加拿大滑鐵盧大學(xué)的教授李明曾就Synchronize一詞在“線(xiàn)程同步”中被譯作“同步”提出過(guò)異議，個(gè)人認為他說(shuō)的其實(shí)很有道理。在中文中“同步”的意思是“同時(shí)發(fā)生”，而“線(xiàn)程同步”目的就是避免這種“同時(shí)發(fā)生”的事情。而在英文中，Synchronize的意思有兩個(gè)：一個(gè)是傳統意義上的同步（To occur at the same time），另一個(gè)是“協(xié)調一致”（To operate in unison）。在“線(xiàn)程同步”中的Synchronize一詞應該是指后面一種意思，即“保證多個(gè)線(xiàn)程在訪(fǎng)問(wèn)同一數據時(shí)，保持協(xié)調一致，避免出錯”。不過(guò)像這樣譯得不準的詞在IT業(yè)還有很多，既然已經(jīng)是約定俗成了，本文也將繼續沿用，只是在這里說(shuō)明一下，因為軟件開(kāi)發(fā)是一項細致的工作，該弄清楚的，絕不能含糊。

　　扯遠了，回到TThread的構造函數上，接下來(lái)最重要的就是這句了

FHandle:= BeginThread(nil, 0, @ThreadProc(Self), Create_SUSPENDED, FThreadID);

　　這里就用到了前面所說(shuō)的Delphi RTL函數BeginThread，它有很多參數，關(guān)鍵是第三、四兩個(gè)參數。第三個(gè)參數就是前面說(shuō)到的線(xiàn)程函數，即在線(xiàn)程中執行的代碼部分。第四個(gè)參數則是傳遞給線(xiàn)程函數的參數，這里就是創(chuàng )建的線(xiàn)程對象（即Self）。其他的參數中，第五個(gè)是用于設置線(xiàn)程在創(chuàng )建之后即掛起，不立即執行（啟動(dòng)線(xiàn)程的工作實(shí)在 AfterConstruction中根據 CtreateSuspended標識來(lái)決定的），第六個(gè)是返回線(xiàn)程ID

　　現在來(lái)看 TThread的核心：線(xiàn)程函數ThreadProc。有意思的是這個(gè)線(xiàn)程類(lèi)的核心卻不是線(xiàn)程的成員，而是一個(gè)全局函數（因為BeginThread過(guò)程的參數約定只能用全局函數）。下面是它的代碼

fucntion ThreadProc(Thread: TThread): Integer;
var
    FreeThread: Boolean;
begin
    try
        if not Thread.Terminated then
            try
                Thread.Execute;
            except
                Thread.FFatalException:= AcquireExceptionObject;
            end;
    finally
        FreeThread:= Thread.FFreeOnTerminate;
        Result:= Thread.FReturnValue;
        Thread.DoTerminate;
        Thread.FFinished:= True;
        SignalSyncEvent;
        if FreeThread then
            Thread.Free;
        EndThread(Result);
    end;
end;

　　雖然這里也沒(méi)有多少代碼，但卻是整個(gè)TThread中最重要的部分，因為這段代碼是真正在線(xiàn)程中執行的代碼。下面對代碼做逐行說(shuō)明：

　　首先判斷線(xiàn)程類(lèi)的Terminated 標識，如果未被標志位終止，則調用線(xiàn)程類(lèi)的Execute方法執行線(xiàn)程代碼，因為T(mén)Thread是抽象類(lèi)，Execute方法是抽象方法，所以本質(zhì)上是執行派生類(lèi)中的Execute代碼。

　　所以說(shuō)，Execute 就是線(xiàn)程類(lèi)中的線(xiàn)程函數，所有在Execute 中的代碼都需要被當做線(xiàn)程代碼來(lái)考慮。如防止訪(fǎng)問(wèn)沖突等。如果Execute發(fā)生異常，則通過(guò)AcquireExceptionObject取得異常對象，并存入線(xiàn)程類(lèi)的FFatalException成員中

　　最后是線(xiàn)程結束之前做的一些收尾工作。局部變量FreeThread記錄了線(xiàn)程類(lèi)的FreeOnTerminate屬性的設置，然后將線(xiàn)程返回值設置為線(xiàn)程類(lèi)的返回值屬性的值。然后執行線(xiàn)程類(lèi)的 DoTerminate方法

　　DoTerminate方法的代碼如下

procedure TThread.DoTerminate;
begin
    if Assigned(FOnTerminate) then
        Synchronize(CallOnTerminate);
end;

　　很簡(jiǎn)單，就是通過(guò)Synchronize 來(lái)調用 CallOnTerminate 方法，而CallOnTerminate 方法的代碼如下，就是簡(jiǎn)單地調用OnTerminate 事件：

procedure TThread.CallOnTerminate;
begin
    if Assigned(FOnTerminate) then
        FOnTerminate(Self);
end;

　　因為 OnTerminate事件是在 Synchronize 中執行的，所以本質(zhì)上它并不是線(xiàn)程代碼，而是主線(xiàn)程代碼（具體見(jiàn)后面對Synchronize的分析）

　　執行完OnTerminate之后，將線(xiàn)程類(lèi)的 FFinished標志設置為T(mén)rue。接下來(lái)執行SignalSyncEvent過(guò)程，其代碼如下

procedure SignalSyncEvent
begin
    SetEvent(SyncEvent);
end;

　　也很簡(jiǎn)單，就是設置一下一個(gè)全局變量Event：SyncEvent，關(guān)于Event 的使用，本文將在后文詳述，而SyncEvent 的用途將在 WaitFor過(guò)程中說(shuō)明

　　然后根據 FreeThread中保存的FreeOnTerminate設置決定是否釋放線(xiàn)程類(lèi)，在線(xiàn)程類(lèi)釋放時(shí)，還有一些操作，詳見(jiàn)下面的析構函數實(shí)現。

　　最后調用 EndThread 結束線(xiàn)程，返回線(xiàn)程返回值。至此，線(xiàn)程完全結束。

　　說(shuō)完構造函數，再看析構函數

destructor TThread.Destory;
begin
    if (FThreadID <> 0) and not FFinished then
    begin
        Terminate;
        if FCreateSuspended then
            Resume;
        WaitFor;
    end;
    if FHandle <> 0 then
        CloseHandle(FHandle);
    inherited Destory;
    FFatalException.Free;
    RemoveThread;
end;

　　在線(xiàn)程對象被釋放之前，首先要檢查線(xiàn)程是否還在執行中，如果線(xiàn)程還在執行中（線(xiàn)程ID不為0，并且線(xiàn)程結束標志未設置），則調用Terminate 過(guò)程結束線(xiàn)程。Terminate 過(guò)程知識簡(jiǎn)單地設置線(xiàn)程類(lèi)的 Terminated標志，如下面的代碼：

procedure TThread.Terminate;
begin
    FTerminated:= True;
end;

　　所以線(xiàn)程仍然必須繼續執行到正常結束之后才行，而不是立即終止線(xiàn)程，這一點(diǎn)要注意

　　在這里說(shuō)一些題外話(huà)：很多人問(wèn)過(guò)我，如何才能“立即”終止線(xiàn)程（當前是指用TThread 創(chuàng )建的線(xiàn)程）。結果當然是不行！終止線(xiàn)程的唯一的方法就是讓Execute 方法執行完畢，所以一般來(lái)說(shuō)，要讓你的線(xiàn)程能盡快終止，必須在Execute 方法中在較短的時(shí)間內不斷檢查T(mén)erminated標志，以便能及時(shí)地退出。這是設計線(xiàn)程代碼的一個(gè)很重要的原則！

　　當然如果你一定要能“立即”退出線(xiàn)程，那么TThread 類(lèi)不是一個(gè)好的選擇，因為如果用API強制終止線(xiàn)程的話(huà)，最終會(huì )導致TThread 線(xiàn)程對象不能被正確釋放，在對象析構時(shí)出現 Access Violation。這種情況你只能使用API或者RTL函數來(lái)創(chuàng )建線(xiàn)程

　　如果線(xiàn)程結束處于啟動(dòng)掛起狀態(tài)，則線(xiàn)程轉入到運行狀態(tài)，然后調用WaitFor進(jìn)行等待，其功能就是等待到線(xiàn)程結束后才繼續向下執行。關(guān)于WaitFor的實(shí)現，將放到后面說(shuō)明。

　　線(xiàn)程結束后，關(guān)閉線(xiàn)程Handle（正常線(xiàn)程創(chuàng )建的情況下Handle都是存在的），釋放操作系統創(chuàng )建的線(xiàn)程對象。

　　然后調用TObject.Destory 釋放本對象，并釋放已經(jīng)捕獲的異常對象，最后調用RemoveThread減少進(jìn)程的線(xiàn)程數

　　其他關(guān)于 Suspend/Resume及線(xiàn)程優(yōu)先級設置等方面，不是本文的重點(diǎn)，不再贅述。下面討論的是本文的另兩個(gè)重點(diǎn)：Synchronize和WaitFor。具體的見(jiàn)下一篇博客