Multithreading 多线程访问数据

我有一个我写的应用程序，我有三个线程。螺纹1、2和3

和两个数字1和2的列表

1号螺纹将数据插入1号列表

线程2从列表1获取数据

2号螺纹将数据插入2号列表

线程3从列表2获取数据

如果线程同时运行，则会占用大量CPU。可以在列表中输入数据，不需要2号和3号运行线程

如何通知新数据列表中的线程已插入，并且它们需要开始处理新的数据

联系您的技巧和有效方式

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非常感谢。首先想到的是信号量。信号量是一个同步原语，里面有一个计数器：一个线程尝试减少计数器，如果计数器为零，线程将阻塞（即，没有调度，不占用CPU，只是无害地等待）。另一个线程增加计数器，导致阻塞的线程继续

每个列表可能都有一个信号量，因此消费线程在读取前会减少该信号量，而生产者线程在写入后会增加该信号量

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还有一件事需要注意：是否允许一个线程在另一个线程修改列表时从列表中获取数据？这取决于列表（或集合）是如何实现的，所以请尝试在文档中找到关于列表“线程安全”的内容。也许你需要另一个同步原语：互斥。互斥锁由线程“获取”然后“释放”，当多个线程试图锁定互斥锁时，其中一个线程必须等待。每个列表中有一个互斥体，在保持该互斥体的情况下进行修改和读取，可能适合这里。

下面是一个示例，它将三个线程中的值添加到列表1和列表2中

每次将值放入列表时，都会触发

事件

，处理此事件的线程将拉出列表中的最后一个值并清除事件标志

在清除事件标志之前，不能将新值放入列表中

中间线程对新值进行中间存储，而不是暂停第一个线程

所有事件都是可等待的，因此cpu可以轻松处理

这些列表是线程安全的

program Project62;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses
  System.SysUtils,
  System.Classes,
  System.SyncObjs,
  System.Generics.Collections;

Type
  TMyThread1 = Class(TThread)
    private
      fMySyncAddList : TSimpleEvent;
      fMyList : TThreadList<Integer>;
      fAddVal : Integer;
    public
      Constructor Create(ASyncAddList: TSimpleEvent; AList: TThreadList<Integer>);
      procedure Execute; override;
  End;
  TMyThread2 = Class(TThread)
    private
      fMySyncAddList1,fMySyncAddList2 : TSimpleEvent;
      fMyList1,fMyList2 : TThreadList<Integer>;
      fAddVal : Integer;
    public
      Constructor Create(ASyncAddList1,ASyncAddList2: TSimpleEvent; AList1,AList2 : TThreadList<Integer>);
      procedure Execute; override;
  End;
  TMyThread3 = Class(TThread)
    private
      fMySyncAddList2 : TSimpleEvent;
      fMyList2 : TThreadList<Integer>;
      fAddVal : Integer;
    public
      Constructor Create(ASyncAddList2: TSimpleEvent; AList2 : TThreadList<Integer>);
      procedure Execute; override;
  End;


{ TMyThread1 }

constructor TMyThread1.Create( ASyncAddList : TSimpleEvent; AList: TThreadList<Integer>);
begin
  Inherited Create(false);
  fMySyncAddList := AsyncAddList;
  fMyList := AList;

end;

procedure TMyThread1.Execute;
var
  stateAcknowledged : boolean;
begin
  stateAcknowledged := true;
  while (not Terminated) do
  begin
    if stateAcknowledged then
    begin // Do some work and adda a value to list1
      fAddVal := Random(100);
      fMyList.Add(fAddVal);
      fMySyncAddList.SetEvent; // Signal a new addition
      stateAcknowledged := false;
      //ShowVal;
      Sleep(1000);
    end
    else begin
      stateAcknowledged := (fMySyncAddList.WaitFor(100) <> wrSignaled);
    end;
  end;
end;

{ TMyThread2 }

constructor TMyThread2.Create(ASyncAddList1, ASyncAddList2: TSimpleEvent;
  AList1, AList2: TThreadList<Integer>);
begin
  Inherited Create(false);
  fMySyncAddList1 := AsyncAddList1;
  fMySyncAddList2 := AsyncAddList2;
  fMyList1 := AList1;
  fMyList2 := AList2;    
end;

procedure TMyThread2.Execute;
var
  wr : TWaitResult;
  list : TList<Integer>;
  pulled : Boolean;
begin
  pulled := false;
  while (not Terminated) do
  begin
    if pulled then // Add a value to list2
    begin
      wr := fMySyncAddList2.WaitFor(0);
      if (wr <> wrSignaled) then
      begin
        fMyList2.Add(fAddVal);
        fMySyncAddList2.SetEvent; // Signal a new addition
        pulled := false;
      end
      else Sleep(100);
    end
    else begin // Wait for a new value in list1
      wr := fMySyncAddList1.WaitFor(INFINITE);
      if Terminated then
        Exit;
      if (wr = wrSignaled) then
      begin
        // Pull out the value
        list := fMyList1.LockList;
        try
          fAddVal := list.Last;
        finally
          fMyList1.UnlockList;
        end;
        // All clear
        pulled := true;
        fMySyncAddList1.ResetEvent;
        //ShowVal;
      end;
    end;
  end;
end;

{ TMyThread3 }

constructor TMyThread3.Create(ASyncAddList2: TSimpleEvent;
  AList2: TThreadList<Integer>);
begin
  Inherited Create(false);
  fMySyncAddList2 := AsyncAddList2;
  fMyList2 := AList2;
end;

procedure TMyThread3.Execute;
var
  wr : TWaitResult;
  list : TList<Integer>;
begin
  while not Terminated do
  begin
    wr := fMySyncAddList2.WaitFor(INFINITE);
    if Terminated then
      Exit;
    if (wr = wrSignaled)  then // Wait for signal
    begin
      // Pull out the value
      list := fMyList2.LockList;
      try
        fAddVal := list.Last;
        //ShowVal;
      finally
        fMyList2.UnlockList;
      end;
      // Clear event
      fMySyncAddList2.ResetEvent;
    end;
  end;
end;

var
  list1,list2 : TThreadList<Integer>;
  syncList1,syncList2 : TSimpleEvent;
  thread1 : TMyThread1;
  thread2 : TMyThread2;
  thread3 : TMyThread3;
begin
  list1 := TThreadList<Integer>.Create;
  list2 := TThreadList<Integer>.Create;
  syncList1 := TSimpleEvent.Create(Nil,True,False,'',false);
  syncList2 := TSimpleEvent.Create(Nil,True,False,'',false);
  thread3 := TMyThread3.Create(syncList2,list2);
  thread2 := TMyThread2.Create(syncList1,syncList2,list1,list2);
  thread1 := TMyThread1.Create(syncList1,list1);
  Try
    WriteLn('Press [Enter] key to stop.');
    ReadLn;

  Finally
    thread3.Terminate;
    syncList2.SetEvent; // Wake up call
    thread3.Free;
    thread2.Terminate;
    syncList1.SetEvent; // Wake up call
    thread2.Free;
    thread1.Free;
    syncList1.Free;
    syncList2.Free;
    list1.Free;
    list2.Free;
  End;
end.

---

您需要一个带有信号量的有界缓冲区，您可以在Martin Harvey的优秀线程教程中找到一个例子：这是一个管道。获取OTL并查看管道示例。正如David所说，OTL可能是您的朋友：'生产者线程在编写之前增加它'-不！写完之后！非常低的水平。你不只是建立一个线程安全队列，并实例化其中的两个，然后每秒醒来10次吗？为什么？@DavidHeffernan，修改了密码以改善睡眠时间。关于不使用队列：线程2似乎希望访问列表1和列表2。不仅是添加的最后一项，而且是整个列表。线程3和列表2也是如此。如果你能排除这一点，那么排队就容易多了。消费者可以提取数据并用数据副本维护自己的私人列表。这是它需要的10倍长，并且使用了令人讨厌的睡眠超时。您不应该在管道中使用睡眠或超时。事实上，睡眠总是应该避免的。对于一对线程安全队列来说，这很简单。拷贝很好，因为它隔离了数据，并且免除了对同步的需要。共享是解决大多数线程复杂性的根本。

program Project63;

{$APPTYPE CONSOLE}

uses
  System.SysUtils,
  System.Classes,
  System.SyncObjs,
  System.Generics.Collections;

Type
  TMyThread1 = Class(TThread)
    private
      fMyList : TList<Integer>;
      fMyQueue : TThreadedQueue<Integer>;
      fAddVal : Integer;
    public
      Constructor Create(AQueue : TThreadedQueue<Integer>);
      procedure Execute; override;
  End;
  TMyThread2 = Class(TThread)
    private
      fMyList1,fMyList2 : TList<Integer>;
      fMyQueue1,fMyQueue2 : TThreadedQueue<Integer>;
      fAddVal : Integer;
    public
      Constructor Create(AQueue1,AQueue2: TThreadedQueue<Integer>);
      procedure Execute; override;
  End;
  TMyThread3 = Class(TThread)
    private
      fMyList : TList<Integer>;
      fMyQueue : TThreadedQueue<Integer>;
      fAddVal : Integer;
    public
      Constructor Create(AQueue : TThreadedQueue<Integer>);
      procedure Execute; override;
  End;

constructor TMyThread1.Create( AQueue : TThreadedQueue<Integer>);
begin
  Inherited Create(false);
  fMyQueue:= AQueue;
  fMyList := TList<Integer>.Create;
end;

procedure TMyThread1.Execute;
begin
  while (not Terminated) do
  begin
    Sleep(1000); // Simulate some work
    fAddVal := Random(100);
    fMyList.Add(fAddVal);
    fMyQueue.PushItem(fAddVal); // Signal a new addition
  end;
  fMyList.Free;
end;

constructor TMyThread2.Create(AQueue1,AQueue2: TThreadedQueue<Integer>);
begin
  Inherited Create(false);
  fMyQueue1 := AQueue1;
  fMyQueue2 := AQueue2;
  fMyList1 := TList<Integer>.Create;
  fMyList2 := TList<Integer>.Create;
end;

procedure TMyThread2.Execute;
var
  queueSize : Integer;
begin
  while (not Terminated) do
  begin
    if (fMyQueue1.PopItem(queueSize,fAddVal) = wrSignaled) and 
       (not Terminated) then
    begin
      fMyList1.Add(fAddVal);
      // Do some work and send a new value to next thread
      fMyQueue2.PushItem(fAddVal);
      fMyList2.Add(fAddVal);
      
    end;
  end;
  fMyList1.Free;
  fMyList2.Free;
end;

constructor TMyThread3.Create(AQueue : TThreadedQueue<Integer>);
begin
  Inherited Create(false);
  fMyQueue := AQueue;
  fMyList := TList<Integer>.Create;
end;

procedure TMyThread3.Execute;
var
  queueSize : Integer;
begin
  while not Terminated do
  begin
    if (fMyQueue.PopItem(queueSize,fAddVal) = wrSignaled) and 
       (not Terminated) then
    begin
      fMyList.Add(fAddVal);
      // Do some work on list
      
    end;
  end;
  fMyList.Free;
end;

var
  queue1,queue2 : TThreadedQueue<Integer>;
  thread1 : TMyThread1;
  thread2 : TMyThread2;
  thread3 : TMyThread3;
begin
  queue1 := TThreadedQueue<Integer>.Create;
  queue2 := TThreadedQueue<Integer>.Create;
  thread3 := TMyThread3.Create(queue2);
  thread2 := TMyThread2.Create(queue1,queue2);
  thread1 := TMyThread1.Create(queue1);
  Try
    WriteLn('Press [Enter] key to stop.');
    ReadLn;

  Finally
    thread3.Terminate;
    queue2.PushItem(0); // Wake up call
    thread3.Free;
    thread2.Terminate;
    queue1.PushItem(0); // Wake up call
    thread2.Free;
    thread1.Free;
    queue1.Free;
    queue2.Free;
  End;
end.