Средства синхронизации потоков

Проще всего говорить о синхронизации, если создаваемый поток не взаимодействует с ресурсами других потоков и не обращается к VCL. Допустим, у вас на компьютере несколько процессоров, и вы хотите "распараллелить" вычисления. Тогда вполне уместен следующий код:

MyCompThread := TComputationThread.Create(False);

// Здесь можно что-нибудь делать, пока второй поток производит вычисления

DoSomeWork;

// Теперь ожидаем его завершения

MyCompThread.WaitFor;

Приведенная схема совершенно недопустима, если во время своей работы поток MyCompThread обращается к VCL посредством метода synchronize. В этом случае поток ждет главный поток для обращения к VCL, а тот, в свою очередь, его — классический тупик.

За "спасением" следует обратиться к программному интерфейсу Win32. Он предоставляет богатый набор инструментов, которые могут понадобиться для организации совместной работы потоков.

Главные понятия для понимания механизмов синхронизации — функции ожидания и объекты синхронизации. В Windows API предусмотрен ряд функций, позволяющих приостановить выполнение вызвавшего эту функцию потока вплоть до того момента, как будет изменено состояние какого-то объекта, называемого объектом синхронизации (под этим термином здесь понимается не объект Delphi, а объект операционной системы). Простейшая из этих функций — waitForSingieCbject — предназначена для ожидания одного объекта.

К возможным вариантам относятся четыре объекта, которые разработаны специально для синхронизации: событие (event), взаимное исключение (mutex), семафор (semaphore) и таймер (timer).

Но кроме специальных объектов можно организовать ожидание и других объектов, дескриптор которых используется в основном для иных целей, но может применяться и для ожидания. К ним относятся: процесс (process), поток (thread), оповещение об изменении в файловой системе (change notification) и консольный ввод (console input).

Косвенно к этой группе может быть добавлена критическая секция (critical section).

Примечание

Перечисленные выше средства синхронизации в основном инкапсулированы в состав классов Delphi. У программиста есть две альтернативы. С одной стороны, в состав библиотеки VCL включен модуль SYNCOBJS.PAS, содержащий классы для события (TEvent) и критической секции (TCriticalSection). С другой, с Delphi поставляется отличный пример IPCDEMOS, который иллюстрирует проблемы взаимодействия процессов и содержит модуль IPCTHRD.PAS с аналогичными классами — для того же события, взаимного исключения (TMutex), а также совместно используемой памяти (TSharedMem).

Перейдем к подробному описанию объектов, используемых для синхронизации.

Содержание раздела