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(zhí)行
  • 05. 監(jiān)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(zhí)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(tǒng)的整數(shù)進程號。 子線程的執(zhí)行獨立于它們啟動的線程。 因此，無法預測子線程執(zhí)行結束確切時間點。 如果要訪問一組線程返回的數(shù)據(jù)，則需要顯式等待相應的線程完成。

HDevelop 默認將線程數(shù)限制為 20。 如果需要，可以在首選項中修改此數(shù)字。 完全限制并發(fā)線程數(shù)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(tǒng)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(shù)包括所有“活動”線程。 特別是它還包括已經(jīng)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(zhí)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(xù)執(zhí)行后續(xù)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(shù)（見上文），則會引發(fā)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(huán)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(huán)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)：

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(shù)據(jù)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(zhí)行一些魔術計算并返回一個計數(shù)值作為結果的過程。 在隨后的程序行中，我們希望使用該數(shù)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(zhí)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(jié)中的示例，使用以下幾行可以實現(xiàn)等待循環(huán)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(zhí)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(zhí)行

一般情況下，HDevelop 中的線程只有在按 F5 后程序連續(xù)運行時才會并行執(zhí)行。 在所有其他執(zhí)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(zhí)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(tài)。 此約定可實現(xiàn)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(zhí)行時執(zhí)行了無法中斷的長時間運行的算子，則狀態(tài)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(tài)、變量窗口中變量的狀態(tài)都與選中的線程相關聯(lián)。 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(jié)中進行了描述。除連續(xù)執(zhí)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(jié)碼執(zhí)行，而不是由 HDevelop 解釋器解釋。 這在第 43 頁的“即時編譯”一節(jié)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(xù)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(tài)。 您仍然可以單步執(zhí)行過程調用，但這會導致重新執(zhí)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(zhí)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(zhí)行已經(jīng)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(tài)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(shù)限制。 此外，如果在執(zhí)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(jiān)視線程

程序及其線程的當前執(zhí)行狀態(tài)顯示在組合線程視圖/調用堆棧窗口中。 選擇 執(zhí)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(xiàn)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(jīng)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(tài)（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(tài)圖標可視化當前執(zhí)行狀態(tài)。 當前選定的線程 (1) 由狀態(tài)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(jù)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(zhí)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(jīng)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(zhí)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(tài)下被“凍結”，并將推遲后續(xù)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(tài)，但將阻止實際執(zhí)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(wǎng)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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