Безопасность потоков в обобщенных очередях наследованных классов от TThread в Delphi

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Вопрос о безопасности потоков в контексте использования обобщенных очередей в наследованных классах от TThread в Delphi может быть довольно сложным. Важно понимать, что безопасность потоков в данном случае означает возможность одновременного доступа к ресурсам (в данном случае к обобщенной очереди) из разных потоков без риска возникновения гонок данных и других проблем, связанных с многопоточностью.

Оригинальный код:

TMyClass = class(TThread)
public
  FInputBuffer: TThreadedQueue<TBytes>;
protected
  procedure Execute; override;
end;

В методе Execute класса TMyClass создается экземпляр FInputBuffer и выполняется цикл, который ожидает завершения потока и обрабатывает элементы очереди, если таковые имеются.

procedure TMyClass.Execute;
var
  x: TBytes;
begin
  inherited;
  FInputBuffer := TThreadedQueue<TBytes>.Create;
  while not Terminated do begin
    if FInputBuffer.QueueSize > 0 then begin
      x := FInputBuffer.PopItem;
      // обработка x
    end;
  end;
  FInputBuffer.Free;
end;

В другом классе, например, в обработчике нажатия кнопки, происходит добавление элементов в очередь FInputBuffer экземпляра TMyClass.

procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject);
var
  x: TBytes;
begin
  // установка значения x
  MyClass.FInputBuffer.PushItem(x);
end;

Обсуждение вопроса о безопасности потоков:

Вопрос о том, является ли использование FInputBuffer в классе TMyClass и в других классах безопасным в контексте потоков, зависит от нескольких факторов. Во-первых, необходимо определить, что именно подразумевается под "безопасностью потоков". Во-вторых, важно учитывать, что публичные поля не могут быть безопасными по определению, так как они предоставляют публичный доступ для записи.

Подтвержденный ответ:

Если FInputBuffer создан в конструкторе потока до начала его выполнения и освобожден в деструкторе после завершения работы потока, то доступ к нему из других потоков будет безопасным, пока объект TMyClass существует, так как TThreadedQueue обеспечивает свою собственную безопасность потоков для внутреннего содержимого.

Однако, если FInputBuffer создается внутри метода Execute(), то безопасность потоков не гарантируется, поскольку доступ к очереди может быть осуществлен до начала работы потока, пока FInputBuffer еще не создан.

Пример создания FInputBuffer в конструкторе:

TMyClass = class(TThread)
public
  FInputBuffer: TThreadedQueue<TBytes>;
  constructor Create(ACreateSuspended: Boolean); override;
  destructor Destroy; override;
protected
  procedure Execute; override;
end;

constructor TMyClass.Create(ACreateSuspended: Boolean);
begin
  inherited;
  FInputBuffer := TThreadedQueue<TBytes>.Create;
end;

destructor TMyClass.Destroy;
begin
  FInputBuffer.Free;
  inherited;
end;

Использование события для синхронизации доступа к FInputBuffer:

Если FInputBuffer должен быть создан внутри метода Execute(), можно использовать событие для синхронизации доступа к нему. Создаем событие FInputBufferCreated и устанавливаем его в методе Execute после создания FInputBuffer.

TMyClass = class(TThread)
public
  FInputBuffer: TThreadedQueue<TBytes>;
  FInputBufferCreated: TEvent;
  constructor Create(ACreateSuspended: Boolean); override;
  destructor Destroy; override;
protected
  procedure Execute; override;
  procedure DoTerminate; override;
end;

constructor TMyClass.Create(ACreateSuspended: Boolean);
begin
  inherited;
  FInputBufferCreated := TEvent.Create(nil, True, False, '');
end;

destructor TMyClass.Destroy;
begin
  FInputBufferCreated.Free;
  inherited;
end;

procedure TMyClass.Execute;
var
  x: TBytes;
begin
  FInputBuffer := TThreadedQueue<TBytes>.Create;
  FInputBufferCreated.SetEvent;
  while not Terminated do begin
    if FInputBuffer.QueueSize > 0 then begin
      x := FInputBuffer.PopItem;
      // обработка x
    end;
  end;
end;

procedure TMyClass.DoTerminate;
begin
  if FInputBufferCreated <> nil then
    FInputBufferCreated.ResetEvent;
  FreeAndNil(FInputBuffer);
  inherited;
end;

Ожидание создания FInputBuffer в основном потоке:

procedure TForm1.StartBufferThread;
var
  I: Integer;
begin
  MyClass := TMyClass.Create(False);
  if MyClass.FInputBufferCreated.WaitFor(2500) <> wrSignaled then
  begin
    MyClass.Terminate;
    MyClass.WaitFor;
    FreeAndNil(MyClass);
    raise Exception.Create('MyClass.FInputBuffer not created after 2.5 seconds!');
  end;
end;

procedure TForm1.btn1Click(Sender: TObject);
var
  x: TBytes;
begin
  // установка значения x
  if MyClass <> nil then
    MyClass.FInputBuffer.PushItem(x);
end;

Использование событий и ожидание их сигнала позволяет гарантировать, что доступ к FInputBuffer будет осуществляться только после его создания.

В заключение, для обеспечения безопасности потоков при использовании обобщенных очередей в наследованных классах от TThread важно правильно управлять ресурсами, создавая их в конструкторе и освобождая в деструкторе, а также использовать механизмы синхронизации, такие как события.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Контекст вопроса заключается в обсуждении безопасности потоков при использовании обобщенных очередей в наследованных классах от `TThread` в Delphi, с акцентом на необходимость корректного управления ресурсами и синхронизации доступа к ним.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Потоки ::