主线程阻塞并行线程？

Question

创建一个VCL表单应用程序，在表单上放置一个TButton和一个TMemo，然后在按钮的OnClick处理程序中编写以下代码：

uses
  OtlParallel, OtlTaskControl;

procedure TForm2.btnStartLoopClick(Sender: TObject);
var
  starttime: Cardinal;
  k: Integer;
begin
  mmoTest.Lines.Clear;
  for k := 1 to 50 do
    mmoTest.Lines.Add('Line ' + IntToStr(k));

  starttime := GetTickCount;
  Parallel.Async(
    procedure
    var
      i: Integer;
    begin
      for i := 1 to 50 do
      begin
        Sleep(100);
        mmoTest.Lines[i - 1] := mmoTest.Lines[i - 1] + FormatDateTime(' nn:ss:zzz', Now);
      end;
    end,
    Parallel.TaskConfig.SetPriority(TOTLThreadPriority.tpHighest).OnTerminated(
    procedure
    begin
      mmoTest.Lines.Add(IntToStr(GetTickCount - starttime) + ' milliseconds');
    end));
end;

现在运行程序并进行以下测试：

1. 点击按钮，等待循环完成后查看备忘录中显示的时间：应该约为5300毫秒。

2. 现在再次点击按钮，在循环完成之前单击并按住窗体的标题栏，并快速移动窗体。现在再次查看备忘录的最后一行：在我的测试中，时间超过了7000毫秒。显然，主线程正在阻塞并行线程！

那么如何避免主线程阻塞并行线程呢？

- user1580348

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显然，为什么？首先，我建议您进行测试，打开任何CPU使用率监控程序，然后保持任何窗口的标题栏并快速移动，观察它如何影响CPU使用率。如果有任何显著影响，那么您的假设就是无效的。 - Sertac Akyuz

Remy，你能给一个小的代码示例吗？ - user1580348

Answer 1

首先，这段代码不是线程安全的，因为异步代码直接从主 UI 线程外的任务线程访问 TMemo。你不能这样做。工作线程必须与 UI 线程同步，以便安全地访问 UI 控件，否则可能会发生意想不到的错误。你可以使用 TThread.Synchronize()、TThread.Queue() 或者 IOmniTask.Invoke() 进行同步。

其次，当你按住标题栏时，主 UI 消息循环会被阻塞（操作系统会运行一个单独的模态消息循环，直到你松开鼠标）。因此，任务的 OnTerminate 事件处理程序可能要等到主消息循环重新获得控制才能执行。这解释了为什么计时器持续时间比预期长，而不是因为任务循环被阻塞。

第三，Sleep() 不是绝对可靠的。它会至少休眠所请求的时间，但可能会休眠更长的时间。因此，你的任务循环将至少运行 5 秒钟，但可能会稍微长一点。

- Remy Lebeau

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@user1580348: 不管是访问、读取还是写入，都必须进行同步。这样做的主要原因是TWinControl.Handle属性不是线程安全的，当单独的线程使用HWND时，它的值可能会发生变化，从而导致各种问题。因此，即使是与HWND相关联的数据的读取也必须得到保护。 - Remy Lebeau

您还可以使用PostMessage()和自定义消息来发送要在备忘录中显示的字符串。 - Nat

只有当您将其发布到在任务线程运行时保证不会动态重新分配的 HWND，例如 TApplication.Handle 或使用 AllocateHWnd() 或 CreateWindow/Ex() 直接分配的 HWND 时，才能使用该方法。然后，消息处理程序可以将接收到的字符串添加到备忘录中。 - Remy Lebeau

但是，如果程序逻辑和程序流程确保另一个线程不会同时访问UI控件，那么怎么办？在这种情况下，应该允许从工作线程访问UI控件吗？ - user1580348

@user1580348 不行，因为主 UI 线程本身仍然会在随机时间触摸控件，例如响应操作系统消息。而且控件的 Handle 属性值可以在任何时候动态重新创建。如果工作线程在重新创建开始后并在新的 HWND 准备好之前触摸控件，则会发生非常糟糕的事情。这是一种具有恶劣后果的竞争条件。所以最好避免它。 - Remy Lebeau