多執行緒技術在 Delphi 資料庫程式設計中的應用

引言

傳統多任務靠作業系統調度多進程，進程擁有獨立環境，耦合度低、並發粒度粗、實現難。近年發展多執行緒技術：單一程式包含多個並發執行緒，共享同一進程位址空間（動態堆、靜態資料區、程式碼），各執行緒僅擁有獨立暫存器與堆疊。優勢：無進程數量限制、切換開銷小、資源共享容易。Windows NT/98 以執行緒為基本調度單位，API 提供執行緒操作介面，IEEE 制定 POSIX 1003.4a 標準。

圖 1 進程之間的關係

圖 2 執行緒之間的關係

多執行緒程式設計

執行緒是系統調度基本單位，一個應用程式至少有一個主執行緒。使用者可建立多執行緒，分時佔用 CPU，實現並行特性，提高 CPU 利用率與處理速度。所有執行緒可存取進程全域變數。

1. 執行緒建立

Delphi 所有執行緒類別繼承自 TThread。範例建立 OptimizeThread 基類與 ScheOptimizeThread 具體類別：

type
  OptimizeThread = class(TThread)
  private
    DocExec: TADOCommand;
    CaseID: Integer; // 優化方案代碼
  protected
    procedure Execute; override;
    procedure DoAnalyse; virtual; abstract;
  end;

  ScheOptimizeThread = class(OptimizeThread)
  private
    Count: Integer; // 記錄航班分組
  protected
    procedure DoAnalyse; override;
  public
    constructor Create(Exec: TADOCommand; CaseID, Count: Integer);
  end;

2. 執行緒掛起與恢復

• 掛起：呼叫 Suspend 方法或設 Suspended := True。
• 恢復：呼叫 Resume 方法或設 Suspended := False。

3. 執行緒終止

• 從 Execute 返回時自動終止，觸發 OnTerminate 事件清除物件。
• 其他執行緒可呼叫 Terminate 方法並設 Terminated := True 強制結束。

實戰：多執行緒實現航班優化編排

航班優化因素多、資料量大、計算複雜、產生大量中間資料。各航班可獨立分析，採多執行緒提速。預先將航班分三組，三個執行緒同時處理。

關鍵實作：

{ OptimizeThread }
procedure OptimizeThread.Execute;
begin
  DoAnalyse;
end;

constructor ScheOptimizeThread.Create(Exec: TADOCommand; CaseID, Count: Integer);
begin
  DocExec := Exec;
  Self.CaseID := CaseID;
  Self.Count := Count;
  FreeOnTerminate := True; // 終止時自動釋放物件
  inherited Create(False); // 立即啟動執行緒
end;

procedure ScheOptimizeThread.DoAnalyse;
begin
  DocExec.CommandText := 'exec threadtest ' + IntToStr(CaseID) + ' ,' + IntToStr(Count);
  // 航班優化具體過程涉及大量資料處理，若將資料調至客戶端計算會增加網路流量與時間
  // 系統採用預存程序 "threadtest" 在資料所在節點直接計算，完成後回傳結果
  DocExec.Execute;
end;

主程式只需呼叫 ScheOptimizeThread.Create(Exec, CaseID, Count) 即可啟動多執行緒。

結語

在滿足複雜運作規定前提下，多執行緒優化航班編排可顯著提升效率，降低飛行成本，提升航空公司營運效益與管理水準，增強市場競爭力，應用前景廣闊。