線程是進程內一個相對獨立的、可調度的執行單元。一個應用可以有一個主線程，一個主線程可以有多個子線程，子線程還可以有自己的子線程，這樣就構成了多線程應用了。由于多個線程往往會同時訪問同一塊內存區域，頻繁的訪問這塊區域，將會增加產生線程沖突的概率。一旦產生了沖突，將會造成不可預料的結果（該公用區域的值是不可預料的）可見處理線程同步的必要性。
注意：本文中出現的所有代碼都是用DELPHI描述的，調試環境為Windows me ，Delphi 6。其中所涉及的Windows API函數可以從MSDN獲得詳細的文檔。
首先引用一個實例來引出我們以下的討論，該實例沒有采取任何措施來避免線程沖突，它的主要過程為：由主線程啟動兩個線程對letters這個全局變量進行頻繁的讀寫，然后分別把修改的結果顯示到ListBox中。由于沒有同步這兩個線程，使得線程在修改letters時產生了不可預料的結果。大家可以看看它運行的結果，如圖：
ListBox中的每一行的字母都應該一致，但是上圖畫線處則不同，這就是線程沖突產生的結果。當兩個線程同時訪問該共享內存時，一個線程還未對該內存修改完，另一個線程又對該內存進行了修改，由于寫值的過程沒有被串行化，這樣就產生了無效的結果。可見線程同步的重要性。
以下是本例的代碼
unit.pas文件
unit Unit1;
interface
uses
Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,
Dialogs, StdCtrls;
//定義窗口類
type
TForm1 = class(TForm)
ListBox1: TListBox;
ListBox2: TListBox;
Button1: TButton;
PRocedure Button1Click(Sender: TObject); private
{ Private declarations }
public
{ Public declarations }
end;
//定義線程類
type
TListThread=class(TThread)
private
Str:String;
protected
procedure AddToList;//將Str加入ListBox組件 Procedure Execute;override;
public
LBox:TListBox;
end;
//定義變量
var
Form1: TForm1;
Letters:String='AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA';//全局變量
implementation
{$R *.dfm}
//線程類實現部分
procedure TListThread.Execute;
var
I,J,K:Integer;
begin
for i:=0 to 50 do
begin
for J:=1 to 20 do
for K:=1 to 1000 do//循環1000次增加產生沖突的幾率
if letters[j]<'Z' then
letters[j]:=succ(Letters[j])
else
letters[j]:='A';
str:=letters;
synchronize(addtolist);//同步訪問VCL可視組件
end;
end;
procedure TListThread.AddToList;
begin
LBox.Items.Add(str);//將str加入列表框
end;
//窗口類實現部分
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
var
th1,th2:TListThread;
begin
Listbox1.Clear;
Listbox2.Clear;
th1:=tlistThread.Create(true);//創建線程1
th2:=tlistThread.Create(true);//創建線程2
th1.LBox:=listBox1;
th2.LBox:=listBox2;
th1.Resume;//開始執行
th2.Resume;
end;
end.
由上例可見，當多個線程同時修改一個公用變量時，會產生沖突，所以我們要設法防止它，這樣我們開發的多線程應用才能夠穩定地運行。下面我們來改進它。我們先使用臨界段來串行化，實現同步。在上例unit1.pas代碼的uses段中加入SyncObjs單元，加入全局臨界段變量（TRTLCriticalSection）Critical1，在FormCreate事件中加入InitializeCriticalSection(Critical1)這句代碼，在FormDestroy事件中加入DeleteCriticalSection(Critical1)這句代碼，然后修改TListThread.Execute函數，修改后的代碼似如下所示（►處為增加的代碼）：
procedure TListThread.Execute;
var
I,J,K:Integer;
begin
for i:=0 to 50 do
begin
►EnterCriticalSection(Critical1);//進入臨界段
for J:=1 to 20 do
for K:=1 to 3000 do
if letters[j]<'Z' then
letters[j]:=succ(Letters[j])
else
letters[j]:='A';
str:=letters;
►LeaveCriticalSection(Critical1);//退出臨界段
synchronize(addtolist);
end;
end;
好了，重新編譯，運行結果如下圖所示：
程序成功的避免了沖突，看來真的很簡單，我們成功了！當然我們還可以使用其它同步技術如Mutex（互斥對象）, Semaphore（信號量）等，這些技術都是Windows通過API直接提供給我們的。
下面總結一下Windows常用的幾種線程同步技術。
1. Critical Sections（臨界段），源代碼中如果有不能由兩個或兩個以上線程同時執行的部分，可以用臨界段來使這部分的代碼執行串行化。它只能在一個獨立的進程或一個獨立的應用程序中使用。使用方法如下：
//在窗體創建中
InitializeCriticalSection(Critical1)
//在窗體銷毀中
DeleteCriticalSection(Critical1)
//在線程中
EnterCriticalSection(Critical1)
……保護的代碼
LeaveCriticalSection(Critical1)
2. Mutex（互斥對象），是用于串行化訪問資源的全局對象。我們首先設置互斥對象，然后訪問資源，最后釋放互斥對象。在設置互斥對象時，如果另一個線程（或進程）試圖設置相同的互斥對象，該線程將會停下來，直到前一個線程（或進程）釋放該互斥對象為止。注意它可以由不同應用程序共享。使用方法如下：
//在窗體創建中
hMutex:=CreateMutex(nil,false,nil)
//在窗體銷毀中
CloseHandle(hMutex)
//在線程中
WaitForSingleObject(hMutex,INFINITE)
……保護的代碼
ReleaseMutex(hMutex)
3. Semaphore（信號量），它與互斥對象相似，但它可以計數。例如可以允許一個給定資源同時同時被三個線程訪問。其實Mutex就是最大計數為一的Semaphore。使用方法如下：
//在窗體創建中
hSemaphore:= CreateSemaphore(nil,lInitialCount,lMaximumCount,lpName)
//在窗體銷毀中
CloseHandle(hSemaphore)
//在線程中
WaitForSingleObject(hSemaphore,INFINITE)
……保護的代碼
ReleaseSemaphore(hSemaphore, lReleaseCount, lpPreviousCount)
4. 還可以使用Delphi中的TcriticalSection這個VCL對象，它的定義在Syncobjs.pas中。
當你開發多線程應用時，并且多個線程同時訪問一個共享資源或數據時，你需要考慮線程同步的問題了。
