臨界區（CriticalSection）則是一項共享數據訪問保護的技術。它其實也是相當於一個全局的布爾變量。但對它的操作有所不同，它只有兩個操作：Enter和Leave，同樣可以把它的兩個狀態當作True和False，分別表示現在是否處於臨界區中。這兩個操作也是原語，所以它可以用於在多線程應用中保護共享數據，防止訪問衝突。
用臨界區保護共享數據的方法很簡單：在每次要訪問共享數據之前調用Enter設置進入臨界區標誌，然後再操作數據，最後調用Leave離開臨界區。它的保護原理是這樣的：當一個線程進入臨界區後，如果此時另一個線程也要訪問這個數據，則它會在調用Enter時，發現已經有線程進入臨界區，然後此線程就會被掛起，等待當前在臨界區的線程調用Leave離開臨界區，當另一個線程完成操作，調用Leave離開後，此線程就會被喚醒，並設置臨界區標誌，開始操作數據，這樣就防止了訪問衝突。
以前面那個InterlockedIncrement爲例，我們用CriticalSection（Windows API）來實現它：
Var
InterlockedCrit : TRTLCriticalSection;
Procedure InterlockedIncrement( var aValue : Integer );
Begin
EnterCriticalSection( InterlockedCrit );
Inc( aValue );
LeaveCriticalSection( InterlockedCrit );
End;
現在再來看前面那個例子：
1. 線程A進入臨界區（假設數據爲3）
2. 線程B進入臨界區，因爲A已經在臨界區中，所以B被掛起
3. 線程A對數據加一（現在是4）
4. 線程A離開臨界區，喚醒線程B（現在內存中的數據是4）
5. 線程B被喚醒，對數據加一（現在就是5了）
6. 線程B離開臨界區，現在的數據就是正確的了。
臨界區就是這樣保護共享數據的訪問。
關於臨界區的使用，有一點要注意：即數據訪問時的異常情況處理。因爲如果在數據操作時發生異常，將導致Leave操作沒有被執行，結果將使本應被喚醒的線程未被喚醒，可能造成程序的沒有響應。所以一般來說，如下面這樣使用臨界區纔是正確的做法：
EnterCriticalSection
Try
// 操作臨界區數據
Finally
LeaveCriticalSection
End;
最後要說明的是，Event和CriticalSection都是操作系統資源，使用前都需要創建，使用完後也同樣需要釋放。如TThread類用到的一個全局Event：SyncEvent和全局CriticalSection：TheadLock，都是在InitThreadSynchronization和DoneThreadSynchronization中進行創建和釋放的，而它們則是在Classes單元的Initialization和Finalization中被調用的。
由於在TThread中都是用API來操作Event和CriticalSection的，所以前面都是以API爲例，其實Delphi已經提供了對它們的封裝，在SyncObjs單元中，分別是TEvent類和TCriticalSection類。用法也與前面用API的方法相差無幾。因爲TEvent的構造函數參數過多，爲了簡單起見，Delphi還提供了一個用默認參數初始化的Event類：TSimpleEvent。
順便再介紹一下另一個用於線程同步的類：TMultiReadExclusiveWriteSynchronizer，它是在SysUtils單元中定義的。據我所知，這是Delphi RTL中定義的最長的一個類名，還好它有一個短的別名：TMREWSync。至於它的用處，我想光看名字就可以知道了，我也就不多說了。
有了前面對Event和CriticalSection的準備知識，可以正式開始討論Synchronize和WaitFor了。
我們知道，Synchronize是通過將部分代碼放到主線程中執行來實現線程同步的，因爲在一個進程中，只有一個主線程。先來看看Synchronize的實現：
procedure TThread.Synchronize(Method: TThreadMethod);
begin
FSynchronize.FThread := Self;
FSynchronize.FSynchronizeException := nil;
FSynchronize.FMethod := Method;
Synchronize(@FSynchronize);
end;
其中FSynchronize是一個記錄類型：
PSynchronizeRecord = ^TSynchronizeRecord;
TSynchronizeRecord = record
FThread: TObject;
FMethod: TThreadMethod;
FSynchronizeException: TObject;
end;
用於進行線程和主線程之間進行數據交換，包括傳入線程類對象，同步方法及發生的異常。
在Synchronize中調用了它的一個重載版本，而且這個重載版本比較特別，它是一個“類方法”。所謂類方法，是一種特殊的類成員方法，它的調用並不需要創建類實例，而是像構造函數那樣，通過類名調用。之所以會用類方法來實現它，是因爲爲了可以在線程對象沒有創建時也能調用它。不過實際中是用它的另一個重載版本（也是類方法）和另一個類方法StaticSynchronize。下面是這個Synchronize的代碼：
class procedure TThread.Synchronize(ASyncRec: PSynchronizeRecord);
var
SyncProc: TSyncProc;
begin
if GetCurrentThreadID = MainThreadID then
ASyncRec.FMethod
else
begin
SyncProc.Signal := CreateEvent(nil, True, False, nil);
try
EnterCriticalSection(ThreadLock);
try
if SyncList = nil then
SyncList := TList.Create;
SyncProc.SyncRec := ASyncRec;
SyncList.Add(@SyncProc);
SignalSyncEvent;
if Assigned(WakeMainThread) then
WakeMainThread(SyncProc.SyncRec.FThread);
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
try
WaitForSingleObject(SyncProc.Signal, INFINITE);
finally
EnterCriticalSection(ThreadLock);
end;
finally
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
end;
finally
CloseHandle(SyncProc.Signal);
end;
if Assigned(ASyncRec.FSynchronizeException) then raise ASyncRec.FSynchronizeException;
end;
end;
這段代碼略多一些，不過也不算太複雜。
首先是判斷當前線程是否是主線程，如果是，則簡單地執行同步方法後返回。
如果不是主線程，則準備開始同步過程。
通過局部變量SyncProc記錄線程交換數據（參數）和一個Event Handle，其記錄結構如下：
TSyncProc = record
SyncRec: PSynchronizeRecord;
Signal: THandle;
end;
然後創建一個Event，接着進入臨界區（通過全局變量ThreadLock進行，因爲同時只能有一個線程進入Synchronize狀態，所以可以用全局變量記錄），然後就是把這個記錄數據存入SyncList這個列表中（如果這個列表不存在的話，則創建它）。可見ThreadLock這個臨界區就是爲了保護對SyncList的訪問，這一點在後面介紹CheckSynchronize時會再次看到。
再接下就是調用SignalSyncEvent，其代碼在前面介紹TThread的構造函數時已經介紹過了，它的功能就是簡單地將SyncEvent作一個Set的操作。關於這個SyncEvent的用途，將在後面介紹WaitFor時再詳述。
接下來就是最主要的部分了：調用WakeMainThread事件進行同步操作。WakeMainThread是一個TNotifyEvent類型的全局事件。這裏之所以要用事件進行處理，是因爲Synchronize方法本質上是通過消息，將需要同步的過程放到主線程中執行，如果在一些沒有消息循環的應用中（如Console或DLL）是無法使用的，所以要使用這個事件進行處理。
而響應這個事件的是Application對象，下面兩個方法分別用於設置和清空WakeMainThread事件的響應（來自Forms單元）：
procedure TApplication.HookSynchronizeWakeup;
begin
Classes.WakeMainThread := WakeMainThread;
end;
procedure TApplication.UnhookSynchronizeWakeup;
begin
Classes.WakeMainThread := nil;
end;
上面兩個方法分別是在TApplication類的構造函數和析構函數中被調用。
這就是在Application對象中WakeMainThread事件響應的代碼，消息就是在這裏被髮出的，它利用了一個空消息來實現：
procedure TApplication.WakeMainThread(Sender: TObject);
begin
PostMessage(Handle, WM_NULL, 0, 0);
end;
而這個消息的響應也是在Application對象中，見下面的代碼（刪除無關的部分）：
procedure TApplication.WndProc(var Message: TMessage);
…
begin
try
…
with Message do
case Msg of
…
WM_NULL:
CheckSynchronize;
…
except
HandleException(Self);
end;
end;
其中的CheckSynchronize也是定義在Classes單元中的，由於它比較複雜，暫時不詳細說明，只要知道它是具體處理Synchronize功能的部分就好，現在繼續分析Synchronize的代碼。
在執行完WakeMainThread事件後，就退出臨界區，然後調用WaitForSingleObject開始等待在進入臨界區前創建的那個Event。這個Event的功能是等待這個同步方法的執行結束，關於這點，在後面分析CheckSynchronize時會再說明。
注意在WaitForSingleObject之後又重新進入臨界區，但沒有做任何事就退出了，似乎沒有意義，但這是必須的！
因爲臨界區的Enter和Leave必須嚴格的一一對應。那麼是否可以改成這樣呢：
if Assigned(WakeMainThread) then
WakeMainThread(SyncProc.SyncRec.FThread);
WaitForSingleObject(SyncProc.Signal, INFINITE);
finally
LeaveCriticalSection(ThreadLock);
end;
上面的代碼和原來的代碼最大的區別在於把WaitForSingleObject也納入臨界區的限制中了。看上去沒什麼影響，還使代碼大大簡化了，但真的可以嗎？
事實上是不行！
因爲我們知道，在Enter臨界區後，如果別的線程要再進入，則會被掛起。而WaitFor方法則會掛起當前線程，直到等待別的線程SetEvent後纔會被喚醒。如果改成上面那樣的代碼的話，如果那個SetEvent的線程也需要進入臨界區的話，死鎖（Deadlock）就發生了（關於死鎖的理論，請自行參考操作系統原理方面的資料）。
死鎖是線程同步中最需要注意的方面之一！
最後釋放開始時創建的Event，如果被同步的方法返回異常的話，還會在這裏再次拋出異常。
（待續）