00. 目錄

文章目錄

• • 00. 目錄
  • 01. 概述
  • 02. 啟動線程
  • 03. 等待子線程結束
  • 04. HDevelop中線程的執行
  • 05. 監視線程
  • 06. 掛起和恢復線程
  • 06. 附錄

01. 概述

HDevelop 語言支持主線程中的子線程并行執行程序和調用算子。 一旦啟動，子線程由線程 ID 標識，該線程 ID 是一個取決于操作系統的整數進程號。 子線程的執行獨立于它們啟動的線程。 因此，無法預測子線程執行結束確切時間點。 如果要訪問一組線程返回的數據，則需要顯式等待相應的線程完成。

HDevelop 默認將線程數限制為 20。 如果需要，可以在首選項中修改此數字。 完全限制并發線程數的主要原因是為了防止用戶由于編程錯誤而無意中生成大量線程。 在這種情況下，系統負載和內存消耗可能會增長得如此之高，以至于 HDevelop 可能會變得無響應。

請注意，線程數包括所有“活動”線程。 特別是它還包括已經完成但仍在被變量引用的線程。 在調整線程限制時必須考慮到這一點。 有關線程生命周期的信息，另請參閱第 307 頁的“HDevelop 中的線程執行”部分。

02. 啟動線程

要啟動一個新線程，請在相應的運算符或過程調用前加上 par_start 限定符：

par_start <ThreadID> : gather_data() ...

此調用在后臺啟動假設過程gather_data() 作為新的子線程并繼續執行后續程序行。 線程 ID 在變量 ThreadID 中返回，該變量必須在尖括號中指定。 與 HDevelop 不同，在 HDevEngine 中，給定的 ThreadID 僅在啟動線程的過程中有效。

請注意， par_start 不是實際的算子，而只是修改調用行為的限定符。 因此，無法在操作員窗口中選擇 par_start。

如果啟動新的子線程會超過配置的最大線程數（見上文），則會引發異常。

您還可以從算子窗口中將過程或算子調用作為子線程啟動。 為此，打開算子窗口底部的高級并行化選項部分，勾選復選框并輸入將保存線程 ID 的變量的名稱。 如果雙擊包含 par_start 限定符的程序，并行化選項也將顯示在孫子窗口中。 對于某些程序行（例如，注釋、聲明、循環或賦值），不支持 par_start，并且相應的選項在孫子窗口中也不可用。

支持在一個循環中啟動多個線程。 在這種情況下，需要收集線程 ID，以便以后可以引用所有線程：

ThreadIDs := [] for Index := 1 to 5 by 1 par_start <ThreadID> : gather_data() ThreadIDs := [ThreadIDs, ThreadID] endfor

在容器變量中收集線程 ID 通常更方便：

for Index := 1 to 5 by 1 par_start <ThreadIDs.at(Index - 1)> : gather_data() endfor

當子線程在輸出變量中返回數據時，必須特別小心。 特別是，當子線程仍在運行時，不得在其他線程中訪問輸出變量。 否則無法保證數據有效。

同樣，必須確保多個線程不會干擾它們的結果。 假設過程gather_data像上面一樣作為多個線程啟動，但在輸出控制變量中返回數據：

for Index := 1 to 5 by 1 par_start <ThreadIDs.at(Index - 1)> : gather_data(Result) // BEWARE!!! endfor

在上面的例子中，所有線程都將在同一個變量中返回它們的結果，這肯定不是預期的。 Result 的最終值將是最后完成的線程的（不可預測的）返回值，所有其他結果都將丟失。

這個問題的一個簡單解決方案是將返回的數據收集到一個容器變量中，如前面所示，帶有線程 ID：

for Index := 1 to 5 by 1 par_start <ThreadIDs.at(Index - 1)> : gather_data(Result.at(Index - 1)) endfor

在這里，每次調用gather_data 都會在容器變量Result 的唯一ID中返回其結果。

03. 等待子線程結束

使用運算符 par_join 等待單個線程或一組線程的完成。 舉個例子，假設我們想調用一個在后臺執行一些魔術計算并返回一個計數值作為結果的過程。 在隨后的程序行中，我們希望使用該數字進行進一步的計算。

par_start <ThreadID> : count_objects(num) ... for i := 1 to num by 1 // BEWARE: num might be uninitialized ... endfor

僅僅依靠子線程足夠快很可能會失敗。 因此，需要事先顯式調用 par_join。

par_start <ThreadID> : count_objects(num) ... par_join(ThreadID) for i := 1 to num by 1 ... endfor

請注意，在 HDevelop 中，并不嚴格要求使用 par_join，因為主線程將始終比子線程壽命更長。 但是，如果程序要在 HDevEngine（參見程序員指南，第 116 頁）中執行或導出為編程語言，則省略它可能會導致問題。 同樣，如果要導出程序，對全局變量的訪問可能需要一些額外的同步。 鑒于上一節中的示例，使用以下幾行可以實現等待循環中啟動的所有線程完成。

convert_vector_to_tuple(ThreadIDs, Threads) par_join(Threads)

請注意，線程 ID 已收集在容器變量中。 因此，要使 par_join 正常工作，必須轉換為元組。
par_join 運算符會阻止調用它的過程的進一步執行，直到所有指定的線程都完成為止。 在隨后的程序行中，可以可靠地訪問來自相應線程的結果。

04. HDevelop中線程的執行

一般情況下，HDevelop 中的線程只有在按 F5 后程序連續運行時才會并行執行。 在所有其他執行模式中，只有選定的線程被啟動，所有其他線程保持停止，除非明確的用戶交互推進它們的執行。 活動斷點、停止指令、運行時錯誤或未捕獲的異常也會導致所有線程停止，以便可以評估它們的當前狀態。 此約定可實現明確定義的調試過程，因為它消除了來自其他線程的無法控制的副作用。 程序窗口中的任何編輯操作也會導致同時運行的程序停止。

線程不能在外部被“殺死”。 它們可以在算子調用之間或通過中止可中斷算子來停止。 如果任何線程在 HDevelop 嘗試停止程序執行時執行了無法中斷的長時間運行的算子，則狀態行中會顯示相應的消息，并且相應的線程將在算子完成后最終停止。

選擇線程
恰好其中一個線程是所謂的選定線程； 默認情況下，這對應于程序的主線程。 PC的位置、調用棧的狀態、變量窗口中變量的狀態都與選中的線程相關聯。 選定的線程可以自動更改為停止的線程，例如，通過斷點、停止指令、未捕獲的異常或繪制運算符。

如何選擇特定線程在第 308 頁的“檢查線程”一節中進行了描述。除連續執行之外的所有運行模式僅適用于所選線程。 與所選線程無關的程序行將在程序窗口中顯示為灰色。

線程和即時編譯過程

程序可以作為編譯的字節碼執行，而不是由 HDevelop 解釋器解釋。 這在第 43 頁的“即時編譯”一節中進行了描述。使用編譯過程調試線程化 HDevelop 程序時有一個顯著差異。 如果程序連續運行然后被停止（通過用戶操作或斷點/停止指令），則無法檢查已編譯過程（變量、PC）的當前狀態。 您仍然可以單步執行過程調用，但這會導致重新執行相應的線程，從而可能導致意外的副作用。 請注意，當首先單步進入線程調用時，這不是問題，因為在這種情況下，過程始終由 HDevelop 解釋器執行。

線程的生命周期

一個線程只要它仍然被變量引用就存在，即使它的執行已經完成。 這需要在par_join指令中引用線程，或者回退對應線程的PC進行調試。 但是，如果在調用之前手動將 PC 設置回程序行，則線程的生命周期結束。 除此之外，當使用 F2 重置程序時，所有子線程的生命周期都會結束。 在線程的生命周期中，線程會列在“線程視圖/調用堆棧”窗口中，從中可以選擇和管理它。

已完成但仍處于“活動”狀態的線程可能會導致在稍后啟動新線程時無意中超出配置的線程數限制。 此外，如果在執行新線程的同時“殺死”已完成的線程，則可能會對運行時行為產生負面影響。 要顯式“殺死”已完成的線程，只需重置引用其線程 ID 的變量即可，如下例所示。

for Index := 0 to 4 by 1 par_start <ThreadIDs.at(Index)> : gather_data() endfor ... convert_vector_to_tuple (ThreadIDs, Threads) par_join (Threads) ... ThreadIDs := {} Threads := []

錯誤處理

每個線程可以指定自己的錯誤處理，例如，使用 dev_set_check(‘?give_error’)。 新的子線程從其父線程繼承錯誤處理模式。 使用 try … catch 的異常處理僅在線程內有效，即在主線程中不可能捕獲在子線程中拋出的異常。

05. 監視線程

程序及其線程的當前執行狀態顯示在組合線程視圖/調用堆棧窗口中。 選擇 執行 。 線程視圖/調用堆棧或單擊工具欄中的（另請參閱線程視圖/調用堆棧（第 80 頁））。 窗口的上半部分列出所有現有線程，而下半部分顯示所選線程的調用堆棧。 為了說明與此窗口的交互，請考慮以下（愚蠢的）示例。

for Index:= 1 to 5 by 1 par_start <ThreadIDs.at(Index - 1)> : wait_seconds(Index) endfor wait_seconds(2) stop()

按F5后，程序會啟動5個子線程，最終到達stop指令，有的子線程還在運行，有的子線程已經結束了。 相應的線程視圖如圖 8.4 所示。 請注意，未完成的線程由于另一個線程而處于停止狀態（在這種情況下是由主線程中的停止指令引起的）。

線程視圖在一個表中列出了所有線程的屬性。 每個線程第一列中的狀態圖標可視化當前執行狀態。 當前選定的線程 (1) 由狀態圖標中的黃色箭頭標記，并以粗體文本突出顯示。 其他五個線程是從主線程開始的子線程。
要選擇另一個線程，請在線程視圖中雙擊它。 這還將根據所選線程更新 PC、調用堆棧和變量。 所選線程的活動過程將顯示在程序窗口中。

單步執行包含 par_start 的程序行將初始化相應的線程而不實際啟動它。 要調試特定線程，請在 PC 位于相應的 par_start 行時按 F7。 這將自動使新子線程成為選定線程。 如果 PC 已經通過調用行，首先在線程視圖窗口中選擇線程。 這將自動在程序窗口中顯示正確的過程，如果線程是由過程調用啟動的，則 PC 位于第一行。 對于由上例中的操作符調用啟動的線程，PC 將位于相應的調用上，而程序的其余部分將變灰（見圖 8.5）。 程序窗口中的通知行 (1) 顯示所選子線程的線程 ID，并允許快速訪問線程視圖窗口 (2)。 單擊 (3) 切換回主線程。

06. 掛起和恢復線程

線程可以在線程視圖窗口中顯式掛起和恢復。 掛起線程僅在算子調用之間起作用，即，如果線程當前正在運行，則在線程凍結之前仍將執行當前算子。

要掛起線程，請右鍵單擊線程條目并選擇掛起線程。 掛起相當于在其當前狀態下被“凍結”，并將推遲后續運行命令，直到線程再次恢復，即運行命令將更改掛起線程的運行狀態，但將阻止實際執行。

要再次恢復掛起的線程，請右鍵單擊線程條目并選擇恢復線程。

06. 附錄

6.1 機器視覺博客匯總
網址：https://dengjin.blog.csdn.net/article/details/116837497

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【机器视觉】 HDevelop语言基础(五)-多线程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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