**Безопасное использование глобальных переменных в многопоточных приложениях на Delphi**

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Безопасное использование глобальных переменных в многопоточных приложениях на Delphi

Вопросы, связанные с безопасностью многопоточного доступа к данным, являются ключевыми при разработке приложений, использующих несколько потоков. Это особенно актуально для глобальных переменных, которые могут быть доступны из различных потоков. В данной статье мы рассмотрим пример класса для хранения цветовых значений и обсудим, какие методы этого класса являются безопасными для многопоточного доступа.

Пример класса TMyColors

Представим, что у нас есть класс TMyColors для хранения цветовых значений в двумерном массиве:

TMyColors = class
private
  Colors: array [0 .. MaxCols - 1, 0 .. MaxRows - 1] of TColor;
public
  NumColumns: Cardinal;
  NumRows: Cardinal;
  function GetColor1(col, row: Integer): TColor;
  function GetColor2(col, row: Integer): TColor;
end;

Реализация методов GetColor1 и GetColor2 выглядит следующим образом:

function TMyColors.GetColor1(col, row: Integer): TColor;
begin
  Result := Colors[col, row];
end;

function TMyColors.GetColor2(col, row: Integer): TColor;
begin
  if InRange(col, 0, NumColumns - 1) and InRange(row, 0, NumRows - 1) then
    Result := Colors[col, row]
  else
    Result := 0;
end;

Использование TMyColors в многопоточном приложении

Данный класс предполагается использовать как глобальную переменную в многопоточном приложении. Например:

type
  TMyThread = class(TThread)
  ...
  function GetColor1(col, row: Integer): TColor;
  function GetColor2(col, row: Integer): TColor;
  ...
  end;

var
  MyColors: TMyColors;
  MyThread1, MyThread2, MyThread3: TMyThread;

Методы GetColor1 и GetColor2 класса TMyThread могут использовать глобальный экземпляр MyColors:

function TMyThread.GetColor1(col, row: Integer): TColor;
begin
  Result := MyColors.GetColor1(col, row);
end;

function TMyThread.GetColor2(col, row: Integer): TColor;
begin
  Result := MyColors.GetColor2(col, row);
end;

Безопасность многопоточного доступа

Вопрос заключается в том, является ли доступ к данным через методы GetColor1 и GetColor2 безопасным в многопоточной среде. Предполагается, что GetColor1 безопасен, так как просто возвращает значение из массива, при условии, что другие потоки не изменяют содержимое Colors. GetColor2 же, с проверкой границ массива, считается небезопасным.

Обсуждение

Комментарии указывают на то, что если данные только читаются из MyColors, то оба метода безопасны. Однако, если данные в MyColors изменяются, то безопасность зависит от того, какие именно данные изменяются. В данном случае, изменение NumColumns и NumRows делает GetColor2 небезопасным, так как он использует эти поля, в то время как GetColor1 остается безопасным, так как использует только Colors.

Подтвержденный ответ

Код считается безопасным для многопоточного использования, если он манипулирует данными таким образом, что множественные потоки, использующие эти данные, ведут себя корректно согласно спецификациям кода и не вызывают нежелательных взаимодействий. Если все потоки, включая основной, только читают данные, то данные не изменяются в момент чтения, и это исключает возможность несоответствий между потоками.

Заключение

Безопасность многопоточного доступа к данным в глобальной переменной MyColors в классе TMyColors зависит от контекста использования. Если все потоки только читают данные, не модифицируя их, то доступ к данным через методы GetColor1 и GetColor2 является безопасным. Однако, разработчикам следует проявлять осторожность при изменении состояния объектов и переменных, доступных из разных потоков, а также применять соответствующие механизмы синхронизации, такие как критическая секция, семафоры, мутексы, для обеспечения корректного параллельного выполнения и избежания данных состояний, когда информация может быть недоступна в консистентных состоянии.

При использовании локальных переменных в методе, они также считаются безопасными, так как каждый вызов метода выделяет локальную память и не зависит от состояния других потоков.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Безопасность многопоточного доступа к глобальным переменным в многопоточных приложениях на Delphi требует особого внимания, особенно при чтении и изменении данных, чтобы избежать несоответствий и ошибок в работе потоков.

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 ::