多線程技術(shù)在校園“一卡通”系統(tǒng)中的應(yīng)用
文章出處：http://5052h112.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2011年09月09日
⒈ 引言
校園“一卡通”系統(tǒng)為“數(shù)字化校園”提供了全面的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，是“數(shù)字化校園”建設(shè)的重要組成部分和基礎(chǔ)工程。所謂“一卡通”，即在學(xué)校內(nèi)，凡有現(xiàn)金、票證或需要識(shí)別身份的地方均采用卡來完成，它既是數(shù)字校園的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)和處理中心，也是整個(gè)數(shù)字校園的核心引擎，是一個(gè)跨平臺(tái)、跨數(shù)據(jù)庫的可自我發(fā)展的數(shù)字化校園信息系統(tǒng)平臺(tái)，既可為學(xué)校已有的各管理系統(tǒng)建立接口，連接各個(gè)管理子系統(tǒng)，又可實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字校園的數(shù)據(jù)無重復(fù)、無冗余的存儲(chǔ)與共享，真正實(shí)現(xiàn)“一卡在手，走遍校園”。
在校園“一卡通”系統(tǒng)中引入Delphi提供的多線程技術(shù)，使得系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)更加合理，避免了程序運(yùn)行時(shí)單一線程瓶頸所造成的系統(tǒng)資源的極大浪費(fèi)，最大限度地提高了系統(tǒng)資源的存儲(chǔ)及共享效率。
⒉ 多線程編程
2.1 線程概述
線程（Thread）是個(gè)動(dòng)態(tài)的對(duì)象，它是處理器調(diào)度的基本單位，表示進(jìn)程中的一個(gè)控制點(diǎn)，執(zhí)行一系列的指令。在操作系統(tǒng)中引入線程的概念，可減小并發(fā)執(zhí)行的時(shí)間和空間開銷，允許通過在系統(tǒng)中建立更多更好的線程來提高并發(fā)性。
2.2 多線程編程技術(shù)
所有進(jìn)程至少都擁有一個(gè)執(zhí)行線程，我們稱該執(zhí)行線程為主線程。在一個(gè)程序中，除了主線程之外，可能還創(chuàng)建有一個(gè)或更多的執(zhí)行線程。通常，一個(gè)線程一旦創(chuàng)建即開始執(zhí)行。
2.3 線程類的特性及方法
線程類包括FreeOnTerminate、Thandle、Priority、ReturnValue、 Suspended、Terminated、ThreadID等特性。
線程類主要包括DoTerminate過程、Execute過程、Resume過程、Suspend過程、Synchronize過程、Terminate過程等幾種方法。
⒊ 多線程編程在“一卡通”系統(tǒng)中的應(yīng)用
在“一卡通”系統(tǒng)中有四個(gè)線程共同使用平臺(tái)服務(wù)器的資源一起工作，即：平臺(tái)服務(wù)器主線程、子系統(tǒng)流水處理線程、中間件接收子系統(tǒng)流水線程、中間件轉(zhuǎn)發(fā)收到的流水線程。
3.1 多線程技術(shù)在平臺(tái)服務(wù)器中的應(yīng)用
當(dāng)整個(gè)一卡通系統(tǒng)運(yùn)作起來時(shí)，平臺(tái)服務(wù)器、中間件、接收流水線程同時(shí)運(yùn)行，平臺(tái)服務(wù)器完成統(tǒng)計(jì)和查詢的任務(wù)，中間件實(shí)現(xiàn)與各個(gè)子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的通信，接收子系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)并下發(fā)給其它子系統(tǒng)，接收流水的線程完成對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，提交到中心數(shù)據(jù)服務(wù)器。
中間件接收子系統(tǒng)的流水，接收到后就轉(zhuǎn)發(fā)到其它子系統(tǒng)。子系統(tǒng)上傳來流水的處理，是通過流水處理線程單獨(dú)完成的。平臺(tái)服務(wù)器主程序不參與流水的處理，只上傳處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和查詢。子系統(tǒng)隨時(shí)有流水產(chǎn)生就隨時(shí)發(fā)送，中間件隨時(shí)接收，處理線程隨時(shí)處理，主程序就能隨時(shí)查詢到卡的消費(fèi)情況。四個(gè)線程一起工作，保證整個(gè)“一卡通”的實(shí)時(shí)性、高效性。
3.2 多線程技術(shù)在子系統(tǒng)中的應(yīng)用
在各個(gè)子系統(tǒng)的服務(wù)器中，同樣運(yùn)行著子系統(tǒng)服務(wù)器線程、中間件發(fā)送線程、中間件接收線程和接收流水處理線程等四個(gè)線程。四個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行保證子系統(tǒng)與服務(wù)器數(shù)據(jù)同步。子系統(tǒng)產(chǎn)生流水，中間件發(fā)送，中間件接收平臺(tái)服務(wù)器發(fā)出的流水，處理線程對(duì)接收到的流水進(jìn)行處理。多線程運(yùn)行原理與平臺(tái)服務(wù)器是一樣的，實(shí)現(xiàn)方式略有不同。平臺(tái)服務(wù)器對(duì)上傳來的流水保存流水記錄，并修改帳戶余額，而在子系統(tǒng)中不保存流水記錄，只修改帳戶余額。
3.3 中間件的主要線程
中間(middleware)件是位于平臺(tái)(硬件和操作系統(tǒng))和應(yīng)用之間的通用服務(wù)，這些服務(wù)具有標(biāo)準(zhǔn)的程序接口和協(xié)議。針對(duì)不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)，它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實(shí)現(xiàn)。
在中間件服務(wù)器端靜態(tài)放置一個(gè)ServerSocet組件，用于提供動(dòng)態(tài)分配客戶連接端口的代理服務(wù)。客戶端向服務(wù)器請(qǐng)求鏈接時(shí)，客戶端向服務(wù)器發(fā)請(qǐng)求連接。服務(wù)器端響應(yīng)OnConn及OnAccept事件。客戶端連接服務(wù)器成功后，向服務(wù)器端發(fā)送分配新端口指令。服務(wù)器端在客戶機(jī)連接映射表中搜索此客戶機(jī)，有返回已分配的端口號(hào)，無分配一新的端口號(hào)。端口分配成功后，動(dòng)態(tài)創(chuàng)建兩個(gè)ServerSocet組件，一個(gè)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)。
線程主要語句如下：
Socket.ReceiveBuf(S_Buf, Socket.ReceiveLength); //取緩沖區(qū)數(shù)據(jù)
S_Num := CalculateCRC(S_Buf, Socket.ReceiveLength - 4);
if not ((S_NumBuf［0］=S_Buf［S_ReceiveLen-4］)and
(S_NumBuf［1］=S_Buf［S_ReceiveLen-3］)and (S_NumBuf［2］=S_Buf［S_ReceiveLen-2］)and
(S_NumBuf［3］=S_Buf［S_ReceiveLen-1］ )) then
begin //CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤,退出
exit;
end;
if copy(S_Buf, 0, 5) = ‘00000’then
begin
S_ZIPCode := Trim(copy(S_Buf, 6, 5)); //工作站編碼
S_Host := Trim(copy(S_Buf, 11, 20)); //機(jī)器名稱
S_Addr := Trim(copy(S_Buf, 31, 15)); //IP地址
//查詢此客戶機(jī)器是否連接過服務(wù)器
S_ClientNO := G_ClientHostList.IndexOf(S_ZIPCode);
if S_ClientNO >= 0 then
begin
//找到，給客戶返回端口號(hào)碼等信息
S_Str := AddLeftZero(IntToStr(G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerUp.Port),5);
//客戶上傳端口
S_Str:=S_Str+AddLeftZero(IntToStr(G_ServerSocketInfo ［S_ClientNO］.ServerDown.Port), 5);
//下傳端口
OnSendBackClient(10033, ‘00001’, S_Str, Socket);
End;
Try
S_ClientNO := G_ClientHostList.Add(S_ZIPCode);
G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerDown :=
TServerSocket.Create(nil);
G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerUp :=
TServerSocket.Create(nil);
//客戶上傳端口
S_ClientPort := GetNewPort;
G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerUp.Port := S_ClientPort
//下傳端口
S_ClientPort := GetNewPort;
G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerDown.Port :=
S_ClientPort;
//開始監(jiān)聽
G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerUp.Active := true;
G_ServerSocketInfo［S_ClientNO］.ServerDown.Active := True;
except
OnSendBackClient(10038, ‘00002’, ‘90001’, Socket);
//服務(wù)器分配端口失敗
end;
OnSendBackClient(100033, ‘00001’, S_Str, Socket);
//服務(wù)器分配端口成功
End;
3.4 多線程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)
雖然多線程可以提高系統(tǒng)效率，但存在很大的危險(xiǎn)性。在程序編寫時(shí)一定要注意在多線程環(huán)境下運(yùn)行可能會(huì)出現(xiàn)的情況：
(1) 當(dāng)對(duì)某一帳戶進(jìn)行把余額賦值成某個(gè)值的補(bǔ)貼操作時(shí)，其它子系統(tǒng)也有對(duì)這個(gè)帳戶的余額操作時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)帳目上的不平衡。解決這個(gè)問題的辦法就是對(duì)余額的操作只能對(duì)加減不能直接賦值，這樣就避免了這個(gè)問題的出現(xiàn)。
(2) 當(dāng)接收到流水和本地要同時(shí)對(duì)某個(gè)帳戶進(jìn)行操作時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中帳戶余額表的某條記錄被鎖的情況。在接收流水的處理線程中，若一次處理不成功，可多處理幾次，等待本地釋放被鎖記錄。
⒋ 結(jié)束語
在“一卡通”系統(tǒng)中采用多線程編程技術(shù)，可以提高數(shù)據(jù)處理的速度，充分利用系統(tǒng)資源，有效提高整個(gè)“一卡通”系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)整個(gè)數(shù)字校園的數(shù)據(jù)無重復(fù)、無冗余的存儲(chǔ)與共享，真正實(shí)現(xiàn)高度數(shù)據(jù)共享的數(shù)字化校園系統(tǒng)。
參考文獻(xiàn)：
［1］ 王學(xué)敏.基于數(shù)字化校園的一卡通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.廈門大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.
［2］ 張升平.數(shù)字化校園之校園一卡通的建設(shè)［J］.重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2008,01.
收稿日期：2010-03-03
作者簡介：王玲(1965-)，女，遼寧鞍山人，鞍山市第三中等職業(yè)技術(shù)專業(yè)學(xué)校高級(jí)講師。研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。沈霞(1966-)，女，遼寧鞍山人，遼寧科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院副教授。研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
