Delphi 中的多线程编程实践

# 2.1 为什么需要多线程

在计算机编程中，单线程的局限性很明显，无法充分利用多核处理器的性能，无法同时处理多个任务，容易导致性能瓶颈。而多线程编程则可以解决这些问题，提高程序的并发性和响应速度。多线程的优势不仅在于可以同时执行多个任务，还可以提高系统资源的利用率，优化用户体验。同时，多线程还可以实现异步编程，使得程序在等待耗时操作时不会阻塞整个线程。总的来说，多线程编程能够提高程序的效率和性能，使得程序更具有扩展性和灵活性。因此，掌握多线程编程是现代软件开发中至关重要的技能之一。

# 2. 多线程编程模型

### 2.1 同步与异步

在多线程编程中，同步与异步是两种常见的编程模型，它们关注的是线程之间的执行顺序以及等待机制。通过合理选择同步和异步方式，可以提高程序的效率和性能。

#### 2.1.1 阻塞和非阻塞调用

在同步模型中，调用函数时会一直等待函数执行完成后再继续执行下面的代码，这被称为阻塞调用。而在异步模型中，调用函数后可以立即执行下面的代码，不用等待函数执行完成，这称为非阻塞调用。

阻塞调用示例（Python）：

import time

def func():
    time.sleep(5)
    print("Function executed.")

func()
print("Program continues.")

#### 2.1.2 同步与异步的区别

同步模型的优点在于简单直观，易于理解和调试；而异步模型则可以提高程序的响应速度和效率，避免线程的等待时间，适用于IO密集型任务。

异步调用示例（JavaScript）：

function asyncFunc() {
    setTimeout(function() {
        console.log("Async function executed.");
    }, 3000);
}
asyncFunc();
console.log("Program continues.");

### 2.2 线程同步技术

在多线程编程中，为了避免线程之间出现数据错乱或竞态条件，需要使用线程同步技术来协调各个线程的执行顺序和数据访问权限。

#### 2.2.1 互斥量

互斥量是一种保护临界区的同步机制，它可以确保在同一时刻只有一个线程访问共享资源，避免数据竞争。

互斥量示例（C++）：

#include <iostream>
#include <thread>
#include <mutex>

std::mutex mtx;
int shared_data = 0;

void increment() {
    mtx.lock();
    shared_data++;
    mtx.unlock();
}

int main() {
    std::thread t1(increment);
    std::thread t2(increment);

    t1.join();
    t2.join();

    std::cout << "Shared data: " << shared_data << std::endl;

    return 0;
}

#### 2.2.2 信号量

信号量是一种经典的线程同步机制，可以用来控制多个线程对共享资源的访问，通过信号量的值来进行线程间的通信和协调。

信号量示例（Java）：

import java.util.concurrent.Semaphore;

public class SemaphoreExample {
    static Semaphore semaphore = new Semaphore(1);

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("Thread 1 acquired the semaphore.");
                Thread.sleep(2000);
                semaphore.release();
                System.out.println("Thread 1 released the semaphore.");
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }).start();

        new Thread(() -> {
            try {
                semaphore.acquire();
                System.out.println("Thread 2 acquired the semaphore.");
                semaphore.release();
                System.out.println("Thread 2 released the semaphore.");
            } catch (InterruptedException e) {