Атомарные операции чтения и записи в Delphi и Free Pascal

Delphi , Компоненты и Классы , Потоки

Введение

Атомарные операции — это операции, которые при выполнении не могут быть прерваны другими процессами или потоками. Это особенно важно при работе с глобальными переменными, которые могут быть доступны нескольким потокам или процессам. В Delphi и Free Pascal существуют различные механизмы для обеспечения атомарности операций, включая использование функций из rodiny «Interlocked» и синхронизаторов.

Контекст

В Delphi и Free Pascal атомарные операции обеспечивают безопасность при работе с глобальными переменными, особенно в многопоточных приложениях. Это важно для предотвращения race condition, когда один поток читает или записывает данные, а другой попытается сделать противоположную операцию, что может привести к ошибкам или неисправному поведению приложения.

Примеры контекста:

• Глобальные переменные, доступные нескольким потокам.
• Shared memory, используемый несколькими процессами.
• Многопоточные приложения, где требуется безопасное общение между потоками.

Проблемы

1. Race condition:When one thread reads or writes data, another thread may interfere, leading to incorrect data or application crashes.
2. Alignment issues:If variables are not properly aligned in memory, operations may not be atomic, especially on certain architectures.
3. Shared memory synchronization:When multiple processes or threads access the same memory block, synchronization is required to prevent data corruption.

Решения

1. Использование функций «Interlocked»:
2. InterlockedExchange:Безопасно читает значение переменной и проверяет, нет ли изменения до тех пор, пока значение не изменится.

3. InterlockedCompareExchange:Проверяет, не равны ли значения перед записью, что позволяет избежать race condition.

4. Синхронизаторы (Mutexes):

5. Используются для координации доступа к shared memory или глобальным переменям. Один поток получает разрешение на запись или чтение, другие потоки ждут до тех пор, пока не получат разрешение.

6. Alignment:

7. Программировать с учётом alignment переменных, чтобы избежать прерываний на некоторых архитектурах.

8. Shared memory management:

9. Для shared memory использовать механизмы, такие как semaphores или spin locks, чтобы обеспечить безопасное общение между процессами.

Пример кода:

uses
  System.Sync;

procedure TForm1.ThreadRead;
begin
  while True do
  begin
    if I1 = I2 then
      ReadData
    end;
    // Safety check and data reading
  end;
end;

procedure TForm1.ThreadWrite;
begin
  while True do
  begin
    if N < MaxInt then
    begin
      InterlockedCompareExchange(I1, I2, Int32(1), Int32(0));
      I1 := I2;
      N := N + 1;
    end;
  end;
end;

Заключение

Атомарные операции в Delphi и Free Pascal обеспечивают безопасность при работе с глобальными переменными и shared memory в многопоточных приложениях. Использование функций «Interlocked» и синхронизаторов позволяет избежать race condition и обеспечить корректное поведение приложения. Также важно учитывать alignment переменных и использовать подходящие механизмы для управления shared memory. Эти меры помогают создать стабильные и надежные многопоточные приложения.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Контекст описывает важность атомарных операций в Delphi и Free Pascal для безопасной работы с глобальными переменными и разделяемой памятью в многопоточных приложениях, предотвращающих race condition и обеспечивающих корректное поведение программы.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Потоки ::