Инициализация строк в многопоточной среде с использованием atomics в Delphi

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Вопрос, поднятый в контексте, касается использования atomics для инициализации строк в многопоточной среде на примере языка Object Pascal в среде разработки Delphi. Основная проблема заключается в том, что стандартный подход, используемый для инициализации объектов, не может быть применен напрямую к строкам из-за особенностей их реализации в Delphi. Строкам в Delphi свойственно управление ссылочным счетчиком, что делает необходимым обращение не только с самим указателем, но и с этим счетчиком при атомарных операциях.

Описание проблемы

При работе с многопоточностью часто возникает необходимость инициализации ресурсов, таких как строки или объекты, строго по требованию (lazy initialization). В случае объектов это достигается с помощью использования atomics, например, функции InterlockedCompareExchangePointer. Однако, применить эту же логику к строкам напрямую нельзя, так как строки в Delphi используют механизм ссылочного счетчика, который требует особого внимания при атомарных операциях.

Подтвержденный ответ

Для решения данной задачи необходимо реализовать функцию атомарного обмена строк, которая будет управлять не только указателем на строку, но и ссылочным счетчиком. Пример такой функции:

function InterlockedCompareExchangeString(var VTarget: string; const AValue, Compare: string): string; inline;
var
  P: PStrRec;
begin
  Result := '';
  if AValue <> '' then begin
    P := GetStrRec(AValue);
    if P.refCnt > -1 then AtomicIncrement(P.refCnt);
  end;
  Pointer(Result) := InterlockedCompareExchangePointer(Pointer(VTarget), Pointer(AValue), Pointer(Compare));
  if Pointer(Result) <> Pointer(Compare) then begin
    if Result <> '' then begin
      P := GetStrRec(Result);
      if P.refCnt > -1 then AtomicIncrement(P.refCnt);
    end;
    if AValue <> '' then begin
      P := GetStrRec(AValue);
      if P.refCnt > -1 then AtomicDecrement(P.refCnt);
    end;
  end;
end;

function GetStrRec(const S: string): PStrRec; inline;
begin
  Result := PStrRec(PByte(S) - SizeOf(StrRec));
end;

В данном примере предполагается, что у нас есть функция GetStrRec, которая возвращает запись для ссылочного счетчика строки по указателю на строку. Эта функция используется внутри InterlockedCompareExchangeString для управления ссылочным счетчиком строки при атомарной операции обмена указателями.

Важные замечания

Необходимо учитывать, что встроенные средства RTL не предоставляют функций для манипуляции ссылочным счетчиком строки, кроме функции для запроса его значения (StringRefCount). Поэтому в примере выше используется прямое обращение к заголовку строки (StrRec).

Также стоит отметить, что пример выше содержит дефекты, которые могут привести к утечке памяти или некорректному завершению работы программы, если передается константная строка, у которой ссылочный счетчик равен -1. Это указывает на то, что строка является статической и не должна освобождаться через обычный механизм утилизации.

Альтернативный ответ

Использование критических секций может быть альтернативным решением для обеспечения потокобезопасности при инициализации строк. Однако, это может привести к снижению производительности за счет блокировок.

Заключение

Использование atomics для инициализации строк в многопоточной среде в Delphi требует особого подхода, учитывающего особенности реализации строк в среде. Важно помнить, что стандартные операции с атомарами не учитывают ссылочные счетчики, что делает необходимым их дополнительное управление. Примеры, приведенные выше, требуют доработки для обеспечения корректной работы в многопоточной среде.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Необходимо использовать атомарные операции для безопасной инициализации строк в многопоточной среде разработки на Delphi с учетом особенностей управления памятью и ссылочных счетчиков.

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 ::