multithreading - 从非主线程绘制到主窗体 Canvas

Question

我正在尝试为我的学校项目制作街机游戏。基本思想是在主线程之外的其他线程中进行所有数学运算和绘图，并且仅将主线程用于输入例程。绘图是由保存在外部单元中的程序完成的，它是通过创建位图，然后在位图上绘制部分环境，最后在主窗体的 Canvas 上绘制位图来完成的。当我完成绘图程序时，我尝试从主线程运行它，并设法使 everythink 按预期工作(除了整个应用程序窗口被卡住的事实，但由于主线程一直在不停地工作，所以就像这是预料之中的)。然后我尝试将该过程放在其他线程中，它停止工作(尽管调试例程报告该过程被重复执行，但它没有绘制任何东西)。在添加和删除调试例程后，它开始无缘无故地工作，但并不可靠。在大约 80% 的情况下，它运行顺利，但在其余情况下，它会在 10 到 30 帧后停止，有时甚至不会在最后一帧驱动某些环境部分而卡住。

主表单单元的重要部分如下所示

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin
running:=not running;
if running then AppTheard.Create(false);
end;

Procedure AppTheard.execute;

begin
 form1.Button1.Caption:='running';
 while running do begin view.nextframe; end;
 form1.Button1.Caption:='no longer running';

end;

而另一个单元中的下一帧过程如下所示

     Camera = class
 owner:Tform;
 focus:GravityAffected;
 Walls:PBlankLevel;
 Creeps:MonsterList;
 FrameRateCap,lastframe:integer;
 Background:TBitmap;
 plocha:TBitmap;
 RelativePosY,RelativePosX:integer;
 constructor create(owner:Tform; focus:GravityAffected; Walls:PBlankLevel; Creeps:MonsterList; FrameRateCap:integer; background:TBitmap);
 procedure nextframe;
end;    



 procedure camera.nextframe;
 var i,i1,top,topinfield, left,leftinfield: integer ;

  procedure Repair
      //some unimportant math here

  Procedure vykresli(co:vec);
   begin
   if co is gravityaffected then
    plocha.Canvas.Draw(co.PositionX*fieldsize+Gravityaffected(co).PosInFieldX-Left*fieldsize+leftinfield-co.getImgPosX,
     co.PositionY*fieldsize+Gravityaffected(co).PosInFieldY-top*fieldsize+topinfield-co.getImgPosY,
     co.image)
   else
     plocha.Canvas.Draw(co.PositionX*fieldsize-Left*fieldsize+leftinfield-co.getImgPosX,
     co.PositionY*fieldsize-top*fieldsize+topinfield-co.getImgPosY,
     co.image);
   end;

 begin
   // some more unimportant math

  vykresli(focus);                                                 

  For i:= Left+1 to left+2+(plocha.Width div fieldsize) do                                                         //vykreslení zdí
   For i1:= Top+1 to top+2+(plocha.Height div fieldsize) do
    if (i< Walls.LevelSizeX) and (i1< Walls.LevelSizeY) and (i>=0) and (i1>=0) and walls.IsZed(i,i1) then
     begin vykresli(walls^.GiveZed(i,i1)^);end;

  while abs((gettickcount() mod high(word))-lastframe) < (1000 div FrameRateCap) do sleep(1); 
  lastframe:=gettickcount mod high (word);

  owner.Canvas.Draw(-fieldsize,-fieldsize,plocha);     

 end;

有人可以告诉我我做错了什么吗？

编辑:我得到了我要求的帮助，但又过了几年，我意识到我真正需要的建议是根本不使用线程并尝试像 this 这样的东西。相反。

Answer 1

我发现您在这方面的方法有很多问题。

1) 所有 VCL 交互都必须在主线程中完成

您的线程正在直接访问 VCL 控件。你不能这样做，因为 VCL 不是线程安全的。您必须将所有事件同步回主线程，并让主线程完成这项工作。

2) 所有自定义 UI 绘图(到表单)必须在表单的 OnPaint 事件中完成。

这解释了为什么它有时有效而其他时候无效。窗体是自动绘制的，如果您不使用此事件，您的自定义绘图将仅由 VCL 绘制。

3) 所有 UI 绘制必须在主线程中完成

这让我们回到第 1 点和第 2 点。VCL 不是线程安全的。你的辅助线程应该只负责执行计算，而不是绘制 UI。在执行一些计算或做一些冗长的工作后，您必须将结果同步回主线程，让主线程进行绘图。

4)线程应该是完全独立的

你不应该在这个辅助线程中放置任何知道它将如何显示的代码。在您的情况下，您明确引用了表单。您的线程甚至不知道它是否被表单使用。您的线程应该只执行冗长的计算工作，并且对用户界面的考虑绝对为 0。当您需要指示它重绘时，将事件同步回您的主窗体。

结论

你需要研究线程安全。通过这样做，您将能够回答您自己的大部分问题。使这个线程严格只用于处理繁重的工作，否则会使 UI 陷入困境。不要太担心用户界面慢，大多数现代计算机都能在几分之一秒内完成复杂的绘图。这不需要在单独的线程中。

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编辑

经过几年的经验，我开始意识到上面的#3 不一定是正确的。事实上，在许多情况下，在线程内执行详细绘图是一种很好的方法，但主线程将只负责向用户呈现该图像。

当然，这本身就是一个完整的话题。您需要能够安全地将在一个线程中管理的图像绘制到另一个线程。这也需要使用 Synchronize。