多線程技術在校園“一卡通”系統(tǒng)中的應用

文章出處：http://botanicstilllife.com 作者： 人氣： 發(fā)表時間：2011年09月09日

　　⒈ 引言

　　校園“一卡通”系統(tǒng)為“數字化校園”提供了全面的數據采集網絡平臺，是“數字化校園”建設的重要組成部分和基礎工程。所謂“一卡通”，即在學校內，凡有現金、票證或需要識別身份的地方均采用卡來完成，它既是數字校園的數據信息存儲和處理中心，也是整個數字校園的核心引擎，是一個跨平臺、跨數據庫的可自我發(fā)展的數字化校園信息系統(tǒng)平臺，既可為學校已有的各管理系統(tǒng)建立接口，連接各個管理子系統(tǒng)，又可實現整個數字校園的數據無重復、無冗余的存儲與共享，真正實現“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，使得系統(tǒng)程序結構更加合理，避免了程序運行時單一線程瓶頸所造成的系統(tǒng)資源的極大浪費，最大限度地提高了系統(tǒng)資源的存儲及共享效率。

　　⒉ 多線程編程

　　2.1 線程概述

　　線程（Thread）是個動態(tài)的對象，它是處理器調度的基本單位，表示進程中的一個控制點，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

　　所有進程至少都擁有一個執(zhí)行線程，我們稱該執(zhí)行線程為主線程。在一個程序中，除了主線程之外，可能還創(chuàng)建有一個或更多的執(zhí)行線程。通常，一個線程一旦創(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)中的應用

　　在“一卡通”系統(tǒng)中有四個線程共同使用平臺服務器的資源一起工作，即：平臺服務器主線程、子系統(tǒng)流水處理線程、中間件接收子系統(tǒng)流水線程、中間件轉發(fā)收到的流水線程。

　　3.1 多線程技術在平臺服務器中的應用

　　當整個一卡通系統(tǒng)運作起來時，平臺服務器、中間件、接收流水線程同時運行，平臺服務器完成統(tǒng)計和查詢的任務，中間件實現與各個子系統(tǒng)之間數據的通信，接收子系統(tǒng)處理的數據并下發(fā)給其它子系統(tǒng)，接收流水的線程完成對各個子系統(tǒng)的數據處理，提交到中心數據服務器。

　　中間件接收子系統(tǒng)的流水，接收到后就轉發(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完成的。平臺服務器主程序不參與流水的處理，只上傳處理后的數據進行統(tǒng)計和查詢。子系統(tǒng)隨時有流水產生就隨時發(fā)送，中間件隨時接收，處理線程隨時處理，主程序就能隨時查詢到卡的消費情況。四個線程一起工作，保證整個“一卡通”的實時性、高效性。

　　3.2 多線程技術在子系統(tǒng)中的應用

　　在各個子系統(tǒng)的服務器中，同樣運行著子系統(tǒng)服務器線程、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線程。四個線程同時運行保證子系統(tǒng)與服務器數據同步。子系統(tǒng)產生流水，中間件發(fā)送，中間件接收平臺服務器發(fā)出的流水，處理線程對接收到的流水進行處理。多線程運行原理與平臺服務器是一樣的，實現方式略有不同。平臺服務器對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(硬件和操作系統(tǒng))和應用之間的通用服務，這些服務具有標準的程序接口和協(xié)議。針對不同的操作系統(tǒng)和硬件平臺，它們可以有符合接口和協(xié)議規(guī)范的多種實現。

　　在中間件服務器端靜態(tài)放置一個ServerSocet組件，用于提供動態(tài)分配客戶連接端口的代理服務?？蛻舳讼蚍掌髡埱箧溄訒r，客戶端向服務器發(fā)請求連接。服務器端響應OnConn及OnAccept事件。客戶端連接服務器成功后，向服務器端發(fā)送分配新端口指令。服務器端在客戶機連接映射表中搜索此客戶機，有返回已分配的端口號，無分配一新的端口號。端口分配成功后，動態(tài)創(chuàng)建兩個ServerSocet組件，一個用于發(fā)送數據，一個用于接收數據。

　　線程主要語句如下：
　　Socket.ReceiveBuf(S_Buf, Socket.ReceiveLength); //取緩沖區(qū)數據
　　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校驗錯誤,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)); //機器名稱
　　S_Addr := Trim(copy(S_Buf, 31, 15)); //IP地址
　　//查詢此客戶機器是否連接過服務器
　　S_ClientNO := G_ClientHostList.IndexOf(S_ZIPCode);
　　if S_ClientNO >= 0 then
　　begin
　　//找到，給客戶返回端口號碼等信息
　　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);
　　//服務器分配端口失敗
　　end;
　　OnSendBackClient(100033, ‘00001’, S_Str, Socket); 
　　//服務器分配端口成功
　　End;

　　3.4 多線程技術實現的難點

　　雖然多線程可以提高系統(tǒng)效率，但存在很大的危險性。在程序編寫時一定要注意在多線程環(huán)境下運行可能會出現的情況：

　　(1) 當對某一帳戶進行把余額賦值成某個值的補貼操作時，其它子系統(tǒng)也有對這個帳戶的余額操作時，就會出現帳目上的不平衡。解決這個問題的辦法就是對余額的操作只能對加減不能直接賦值，這樣就避免了這個問題的出現。
　　(2) 當接收到流水和本地要同時對某個帳戶進行操作時，就會出現數據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。

　?、?結束語

　　在“一卡通”系統(tǒng)中采用多線程編程技術，可以提高數據處理的速度，充分利用系統(tǒng)資源，有效提高整個“一卡通”系統(tǒng)的效率，實現整個數字校園的數據無重復、無冗余的存儲與共享，真正實現高度數據共享的數字化校園系統(tǒng)。

　　參考文獻：
　?。?］ 王學敏.基于數字化校園的一卡通系統(tǒng)的設計與實現［D］.廈門大學學報，2008.
　?。?］ 張升平.數字化校園之校園一卡通的建設［J］.重慶工商大學學報，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)技術專業(yè)學校高級講師。研究方向:計算機網絡。沈霞(1966-)，女，遼寧鞍山人，遼寧科技大學計算機科學與工程學院副教授。研究方向：計算機網絡。