Использование `threadvar` для безопасного кэширования данных в многопоточных приложениях на Delphi

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Использование threadvar для безопасного кэширования данных в многопоточных приложениях на Delphi

Вопрос, поднятый в данном запросе, касается использования threadvar для кэширования данных в многопоточных приложениях на языке Object Pascal (Delphi). Пользователь хочет использовать threadvar для реализации механизма кэширования, аналогичного использованию статических локальных переменных, но с обеспечением безопасности потоков. В примере кода, представленном в запросе, используется threadvar для хранения данных, которые часто используются в функциях вычисления и которые можно кэшировать для последующего использования.

Проблема

Вопрос касается двух аспектов использования threadvar: A: Всегда ли управляемые переменные threadvar, такие как строки, инициализируются значением по умолчанию для типа T (в случае строк это пустая строка)? B: Полностью ли потокобезопасен/повторно вводящ/реэнтри-совместим представленный код?

Контекст

В контексте обсуждения стоит отметить, что VCL (Visual Component Library) в Delphi не является потокобезопасным. Использование TCanvas в многопоточных приложениях может привести к проблемам, даже если переменная, хранящая ссылку на TCanvas, является потокобезопасной. Пользователь упоминает, что смог решить проблему, используя альтернативный метод, не связанный с использованием TCanvas.

Подтвержденный ответ

1. Любая переменная threadvar инициализируется нулями, следовательно, строковая переменная будет корректно инициализирована.
2. Однако threadvar не обрабатывают память управляемых типов, поэтому необходимо самостоятельно освобождать каждую строку внутри переменной Previous.
3. В практике рекомендуется не хранить управляемые типы в threadvar, а использовать другой паттерн, например, инъекцию на уровне конструктора.
4. Доступ к членам переменной threadvar имеет небольшой производительный налог, поэтому может быть целесообразно использовать локальную переменную-pointer, заполненную адресом Previous, для доступа к полям.

Альтернативный ответ

Все threadvar, управляемые или нет, инициализируются нулями. Однако, после завершения потока они не освобождаются, поэтому необходимо самостоятельно управлять этим процессом.

Код, представленный пользователем, не вызывает опасений по поводу безопасного выполнения потоков. Однако, важно учитывать, что threadvar предоставляют только версию переменной локальную для каждого потока и не обеспечивают полной безопасности потоков.

Важные моменты

• threadvar не обеспечивают потокобезопасность, но обычно в этом и не нуждаются, так как каждая копия переменной принадлежит отдельному потоку.
• Если данные, хранящиеся в threadvar, используются различными потоками, необходимо учитывать возможность возникновения расхождений данных.
• В представленном коде использование Canvas может быть проблематичным, если предполагается использование общих канвасов.

Заключение

• threadvar сами по себе не являются "потокобезопасными", но обычно они не требуют этого, так как обычно не предполагается общий доступ к данным через threadvar.
• В коде, представленном пользователем, нет явных признаков проблем, но окончательный ответ может зависеть от того, используются ли общие канвасы и что происходит внутри функции SomeCalculation.

Важное замечание

При кэшировании данных стоит рассмотреть возможность использования неизменяемых объектов, что позволит безопасно читать данные одновременно нескольким потокам, при условии, что никакие другие потоки не изменяют данные одновременно.

Пример кода (исправленный)

type
  TPrevious = record
  public
    FontName: string;
    FontSize: integer;
    Canvas: Pointer;
    Width: integer;
  end;
var
  Previous: TPreviousAbs;
  Lock: TCriticalSection;

// Инициализация блокировки
procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  Previous := TPreviousAbs.Create;
  Lock := TCriticalSection.Create;
end;

// Освобождение ресурсов
procedure TForm1.FormDestroy(Sender: TObject);
begin
  Lock.Free;
  Previous.Free;
end;

function TEditorOptions.GetEditorFontWidth(const Canvas: TCanvas): integer;
var
  Font: TFont;
  // ...
begin
  Lock.Acquire;
  try
    if Previous.FontName = FFontName and Previous.FontSize = FFontSize and Pointer(Canvas) = Previous.Canvas then
    begin
      Lock.Release;
      Exit(Previous.Width);
    end;
    // Обновление данных кэша
    Previous.Canvas := Pointer(Canvas);
    Previous.FontName := FFontName;
    Previous.FontSize := FFontSize;
    Previous.Width := SomeCalculation(Canvas, FFontName, FFontSize);
  finally
    Lock.Release;
  end;
end;

В данном примере используется отдельный объект TPreviousAbs для хранения данных кэша и блокировка TCriticalSection для синхронизации доступа к кэшу. Это обеспечивает потокобезопасность при чтении и записи данных кэша.

В статье было рассмотрено использование threadvar для безопасного кэширования данных в многопоточных приложениях на Delphi. Обсуждены основные моменты, связанные с потокобезопасностью и кэшированием данных, а также предложены рекомендации по улучшению представленного кода.

Создано по материалам из источника по ссылке.

**Описание контекста**: Вопрос связан с использованием `threadvar` для безопасного кэширования данных в многопоточных приложениях на языке программирования Delphi.

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 ::