El Projecte | Sobre nosaltres | Contribuir | Donacions | Llicència

HOME

Introducció

La programació multifil i paral·lela permet que una aplicació executi múltiples tasques simultàniament, aprofitant millor els recursos del sistema i millorant el rendiment. En Delphi, això es pot aconseguir utilitzant fils (threads) i altres tècniques de programació paral·lela.

Conceptes Clau

Fils (Threads)

Fil (Thread): Un fil és la unitat bàsica d'execució dins d'un procés. Cada fil té el seu propi conjunt de registres, pila i estat, però comparteix la memòria del procés amb altres fils.
Procés: Un procés és un programa en execució que pot contenir múltiples fils.

Programació Paral·lela

Paral·lelisme: Execució simultània de múltiples tasques per aprofitar els processadors múltiples.
Concurrent: Execució de múltiples tasques de manera que es superposen en el temps, però no necessàriament simultàniament.

Creació de Fils en Delphi

Exemple Bàsic de Creació de Fils

uses
  System.Classes, System.SysUtils;

type
  TMyThread = class(TThread)
  protected
    procedure Execute; override;
  end;

procedure TMyThread.Execute;
begin
  // Codi que s'executarà en el fil
  while not Terminated do
  begin
    // Realitzar tasques
    Sleep(1000); // Simular treball
  end;
end;

procedure StartThread;
var
  MyThread: TMyThread;
begin
  MyThread := TMyThread.Create(True); // Crear el fil suspès
  MyThread.FreeOnTerminate := True;   // Alliberar memòria automàticament
  MyThread.Start;                     // Iniciar el fil
end;

Explicació del Codi

TMyThread: Definim una classe que hereta de TThread i sobreescrivim el mètode Execute per definir el codi que s'executarà en el fil.
Execute: Aquest mètode conté el codi que s'executarà en el fil. En aquest exemple, es realitzen tasques en un bucle fins que el fil es terminin.
StartThread: Aquesta funció crea una instància de TMyThread, la configura per alliberar memòria automàticament quan es terminin i inicia el fil.

Sincronització de Fils

Problema de Condicions de Carrera

Quan múltiples fils accedeixen i modifiquen dades compartides simultàniament, poden sorgir condicions de carrera, que poden causar comportaments inesperats.

Utilització de Seccions Crítiques

var
  CriticalSection: TRTLCriticalSection;

procedure TMyThread.Execute;
begin
  while not Terminated do
  begin
    EnterCriticalSection(CriticalSection);
    try
      // Accés a dades compartides
    finally
      LeaveCriticalSection(CriticalSection);
    end;
    Sleep(1000);
  end;
end;

initialization
  InitializeCriticalSection(CriticalSection);

finalization
  DeleteCriticalSection(CriticalSection);

Explicació del Codi

TRTLCriticalSection: Utilitzem una secció crítica per protegir l'accés a dades compartides.
EnterCriticalSection i LeaveCriticalSection: Aquests mètodes garanteixen que només un fil pugui accedir a les dades compartides al mateix temps.

Programació Paral·lela amb TTask

Exemple d'Ús de TTask

uses
  System.Threading, System.SysUtils;

procedure ParallelTask;
begin
  TTask.Run(
    procedure
    begin
      // Codi que s'executarà en paral·lel
      Sleep(1000); // Simular treball
    end
  );
end;

Explicació del Codi

TTask.Run: Crea i executa una tasca en paral·lel. El codi dins del bloc procedure s'executarà en un fil separat.

Exercicis Pràctics

Exercici 1: Crear un Fil que Compti Fins a 10

Descripció: Crea un fil que compti fins a 10, mostrant cada número en la consola amb un retard d'un segon entre cada número.

Solució:

type
  TCountingThread = class(TThread)
  protected
    procedure Execute; override;
  end;

procedure TCountingThread.Execute;
var
  i: Integer;
begin
  for i := 1 to 10 do
  begin
    Writeln(i);
    Sleep(1000);
  end;
end;

procedure StartCountingThread;
var
  CountingThread: TCountingThread;
begin
  CountingThread := TCountingThread.Create(True);
  CountingThread.FreeOnTerminate := True;
  CountingThread.Start;
end;

Exercici 2: Sincronitzar l'Accés a una Variable Compartida

Descripció: Crea dos fils que incrementin una variable compartida 100 vegades cadascun. Utilitza una secció crítica per evitar condicions de carrera.

Solució:

var
  SharedCounter: Integer;
  CriticalSection: TRTLCriticalSection;

type
  TIncrementingThread = class(TThread)
  protected
    procedure Execute; override;
  end;

procedure TIncrementingThread.Execute;
var
  i: Integer;
begin
  for i := 1 to 100 do
  begin
    EnterCriticalSection(CriticalSection);
    try
      Inc(SharedCounter);
    finally
      LeaveCriticalSection(CriticalSection);
    end;
    Sleep(10);
  end;
end;

procedure StartIncrementingThreads;
var
  Thread1, Thread2: TIncrementingThread;
begin
  InitializeCriticalSection(CriticalSection);
  try
    SharedCounter := 0;
    Thread1 := TIncrementingThread.Create(True);
    Thread2 := TIncrementingThread.Create(True);
    Thread1.FreeOnTerminate := True;
    Thread2.FreeOnTerminate := True;
    Thread1.Start;
    Thread2.Start;
    Thread1.WaitFor;
    Thread2.WaitFor;
    Writeln('Final Counter Value: ', SharedCounter);
  finally
    DeleteCriticalSection(CriticalSection);
  end;
end;

Conclusió

En aquesta secció, hem après els conceptes bàsics de la programació multifil i paral·lela en Delphi, incloent la creació de fils, la sincronització de dades compartides i l'ús de TTask per a la programació paral·lela. Aquests coneixements són fonamentals per desenvolupar aplicacions eficients i responsives. En el següent mòdul, explorarem el desenvolupament basat en components, una altra característica poderosa de Delphi.

Multifil i Programació Paral·lela

Introducció

Conceptes Clau

Fils (Threads)

Programació Paral·lela

Creació de Fils en Delphi

Exemple Bàsic de Creació de Fils

Explicació del Codi

Sincronització de Fils

Problema de Condicions de Carrera

Utilització de Seccions Crítiques

Explicació del Codi

Programació Paral·lela amb TTask

Exemple d'Ús de TTask

Explicació del Codi

Exercicis Pràctics

Exercici 1: Crear un Fil que Compti Fins a 10

Exercici 2: Sincronitzar l'Accés a una Variable Compartida

Conclusió

Curs de Programació Delphi/Object Pascal

Mòdul 1: Introducció a Delphi/Object Pascal

Mòdul 2: Estructures de Control i Procediments

Mòdul 3: Treballant amb Dades

Mòdul 4: Programació Orientada a Objectes

Mòdul 5: Funcions Avançades de Delphi

Mòdul 6: Desenvolupament d'Interfícies Gràfiques amb VCL i FMX

Mòdul 7: Desenvolupament Web i Mòbil

Mòdul 8: Millors Pràctiques i Patrons de Disseny

Mòdul 9: Projecte Final