multithreading - 如何处理阻塞调用期间需要释放锁的情况？

Question

我有一些“FreeOnTerminate”工作线程，它们在开始执行时将其句柄添加到TThreadList上，并在执行结束时从相同的句柄中删除。他们还检查全局事件对象，该对象会通知他们取消工作。

以下是在主线程中运行的部分，它发出事件信号并等待可能的工作线程结束。 WorkerHandleList 是全局ThreadList。

...

procedure WaitForWorkers;
var
  ThreadHandleList: TList;
begin
  ThreadHandleList := TWorkerThread.WorkerHandleList.LockList;
  TWorkerThread.WorkerHandleList.UnlockList;
  WaitForMultipleObjects(ThreadHandleList.Count,
      PWOHandleArray(ThreadHandleList.List), True, INFINITE);
end;

initialization
  TWorkerThread.RecallAllWorkers := TEvent.Create;
  TWorkerThread.WorkerHandleList := TThreadList.Create;

finalization
  TWorkerThread.RecallAllWorkers.SetEvent;
  WaitForWorkers;

  TWorkerThread.RecallAllWorkers.Free;
  TWorkerThread.WorkerHandleList.Free;

我认为这种设计有一个缺陷，因为我必须在等待线程句柄之前解锁列表，因为这会导致死锁，因为线程本身从同一列表中删除了它们的句柄。如果没有任何锁，上下文切换可能会导致线程释放自身，从而导致 WaitForMultipleObjects 立即返回并显示 WAIT_FAILED。我也无法使用另一个锁，因为 WaitForMultipleObjects 正在阻塞，并且我无法从主线程释放该锁。

我可以通过多种方式修改此设计，包括不使用 FreeOnTerminate 线程，这将保证句柄有效，直到它们被显式释放。或者仅从主线程修改线程句柄列表。或者可能是其他人......

但是我想问的是，有没有办法在不改变设计的情况下解决这种问题呢？例如，在从列表中删除句柄之前，是否会在工作线程代码中休眠，或者调用 SwitchToThread 导致所有非工作线程运行？跑够了吗？

Answer 1

您对 LockList() 的使用是错误且危险的。一旦调用 UnlockList()，TList 就不再 protected ，并且会随着工作线程从列表中删除自身而被修改。这种情况可能会在您有机会调用 WaitForMultipleObjects() 之前发生，或者更糟糕的是在为其设置调用堆栈时。

您需要做的是锁定列表，将句柄复制到本地数组，解锁列表，然后等待数组。不要直接等待 TList 本身。

procedure WaitForWorkers;
var
  ThreadHandleList: TList;
  ThreadHandleArr: array of THandle;
begin
  ThreadHandleList := TWorkerThread.WorkerHandleList.LockList;
  try
    SetLength(ThreadHandleArr, ThreadHandleList.Count);
    for I := 0 to ThreadHandleList.Count-1 do
      ThreadHandleArr[i] := ThreadHandleList[i];
  finally
    TWorkerThread.WorkerHandleList.UnlockList;
  end;

  WaitForMultipleObjects(Length(ThreadHandleArr), PWOHandleArray(ThreadHandleArr), True, INFINITE);
end;

但是，即使这样也存在竞争条件。在实际进入 WaitForMultipleObjects() 之前，某些工作线程可能已经终止，从而销毁了它们的句柄。其余线程将在其运行时销毁其句柄。不管怎样，它都会失败。当您主动等待线程句柄时，您不能销毁它们。

FreeOnTerminate=True 只能安全地用于您启动然后甚至忘记存在的线程。当您仍然需要出于任何原因访问线程时，使用FreeOnTerminate=True是非常危险的(尤其是因为这个警告，TThread.WaitFor( ) 当 FreeOnTerminate=True 时往往会崩溃 - 线程句柄甚至 TThread 对象本身在仍在使用时就会被销毁!)。

您需要重新考虑您的等待策略。我可以想到一些替代方案:

1. 根本不要使用WaitForMultipleObjects()。简单地定期重新锁定列表并检查它是否为空更安全，但效率较低:

   procedure WaitForWorkers;
   var
     ThreadHandleList: TList;
   begin
     repeat
       ThreadHandleList := TWorkerThread.WorkerHandleList.LockList;
       try
         if ThreadHandleList.Count = 0 then Exit;
       finally
         TWorkerThread.WorkerHandleList.UnlockList;
       end;
       Sleep(500);
     until False;
   end;
   

2. 完全摆脱 WorkerHandleList 并使用信号量或互锁计数器来跟踪已创建且尚未销毁的线程数量。当信号量/计数器指示不再存在线程时退出等待。

3. 像 Ken B 建议的那样，继续使用 WorkerHandleList，但等待手动重置事件，该事件在第一个线程添加到列表中时重置(在线程构造函数中执行此操作，而不是在线程构造函数中执行此操作)在 Execute() 中)，并在从列表中删除最后一个线程时发出信号(在线程析构函数中执行此操作，而不是在 Execute() 或 DoTerminate() 中) )。