Delphi TThread 線程類深度解析 (二)：建構子、線程函數、同步機制與例外處理完整源碼走讀

建構子：線程創建核心

constructor TThread.Create(CreateSuspended: Boolean);
begin
  inherited Create;
  AddThread; // 全域線程計數 +1 (原子操作)
  FSuspended := CreateSuspended;
  FCreateSuspended := CreateSuspended;
  // 創建底層線程，進入掛起狀態
  FHandle := BeginThread(nil, 0, @ThreadProc, Pointer(Self), CREATE_SUSPENDED, FThreadID);
  if FHandle = 0 then
    raise EThread.CreateResFmt(@SThreadCreateError, [SysErrorMessage(GetLastError)]);
end;

關鍵點

• AddThread/RemoveThread：使用 InterlockedIncrement/Decrement 維護全域 ThreadCount，保證線程安全 (原子操作，不可中斷)。
• BeginThread：Delphi RTL 封裝的跨平台線程創建函數，參數 3 為線程函數 ThreadProc，參數 4 傳遞 Self。
• CREATE_SUSPENDED：創建後暫不執行，由 AfterConstruction 依 CreateSuspended 決定是否 Resume。

線程函數 ThreadProc：執行核心 (全域函數)

function ThreadProc(Thread: TThread): Integer;
var
  FreeThread: Boolean;
begin
  try
    if not Thread.Terminated then
      try
        Thread.Execute; // 執行使用者覆寫的 Execute
      except
        Thread.FFatalException := AcquireExceptionObject; // 捕獲例外
      end;
  finally
    FreeThread := Thread.FFreeOnTerminate;
    Result := Thread.FReturnValue;
    Thread.DoTerminate; // 觸發 OnTerminate (透過 Synchronize)
    Thread.FFinished := True;
    SignalSyncEvent; // 通知等待者
    if FreeThread then Thread.Free; // 自動釋放
    EndThread(Result); // 結束線程
  end;
end;

流程解析

1. 檢查 Terminated 標誌，未終止則呼叫 Execute
2. Execute 發生例外 → 存入 FFatalException
3. DoTerminate → Synchronize(CallOnTerminate) → 執行 OnTerminate 事件 (在主線程執行!)
4. 設置 FFinished、發送 SyncEvent (供 WaitFor 等待)
5. 若 FreeOnTerminate 則自動 Free
6. EndThread 結束底層線程

同步機制：Synchronize 詳解

procedure TThread.Synchronize(Method: TThreadMethod);
var
  SyncRec: TSynchronizeRecord;
begin
  SyncRec.FThread := Self;
  SyncRec.FMethod := Method;
  SyncRec.FProcedure := nil;
  Synchronize(@SyncRec); // 類別方法，推送到主線程佇列
end;

• 將方法封裝為記錄，推送到主線程處理佇列
• 主線程訊息循環中處理 (CheckSynchronize)，同步執行
• 呼叫線程阻塞等待，直到主線程執行完畢
• 因此 OnTerminate (在 Synchronize 中) 實際運行於主線程，可安全操作 VCL

關於「同步」譯名的學術註記

文中引用滑鐵盧大學李明教授觀點：英文 Synchronize 在線程語境下意為「協調一致」而非「同時發生」。中文慣用「同步」易誤解，但已成約定俗成。

DoTerminate 與 OnTerminate

procedure TThread.DoTerminate;
begin
  if Assigned(FOnTerminate) then Synchronize(CallOnTerminate);
end;

procedure TThread.CallOnTerminate;
begin
  if Assigned(FOnTerminate) then FOnTerminate(Self);
end;

SignalSyncEvent 與 WaitFor

procedure SignalSyncEvent;
begin
  SetEvent(SyncEvent); // 全域 Event，通知 WaitFor
end;

function TThread.WaitFor: LongWord;
begin
  if not FFinished then
    WaitForSingleObject(SyncEvent, INFINITE); // 等待線程結束
  Result := FReturnValue;
end;

總結

TThread 封裝了完整的線程生命週期：原子計數 → BeginThread 創建 → ThreadProc 執行 Execute → 例外捕獲 → Synchronize 觸發 OnTerminate (主線程) → Event 通知 WaitFor → 自動/手動釋放。理解這套機制，能正確使用 FreeOnTerminate、Synchronize、WaitFor、OnTerminate，避免常見的跨線程 VCL 操作錯誤、死鎖、記憶體洩漏。