嵌入式Internet系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)互連的實(shí)現(xiàn)
一、概述
微軟的Win32（Windows 9X,Windows NT, Windows 2000,Windows XP）是一個(gè)多進(jìn)程、多線程的32位操作系統(tǒng)。所謂進(jìn)程只是資源的分配單位，它用來(lái)描述一個(gè)載入內(nèi)存的程序，一個(gè)執(zhí)行的任務(wù)；而線程是程序的執(zhí)行單位，是應(yīng)用程序的一條基本執(zhí)行路徑。每個(gè)進(jìn)程產(chǎn)生時(shí)都有一個(gè)線程，這個(gè)線程叫主線程。一個(gè)進(jìn)程上可以多個(gè)線程，這些線程可以共享同一進(jìn)程空間且可以并發(fā)執(zhí)行。除非用戶使線程之間互相可見，一個(gè)線程將獨(dú)立于進(jìn)程中的其它線程而運(yùn)行。各線程之間應(yīng)當(dāng)通過信號(hào)和其它進(jìn)程內(nèi)通信的方法來(lái)協(xié)調(diào)工作。
作為變電站，應(yīng)該具備如下幾方面的要求：⑴ 能用各種圖形畫面來(lái)從不同角度實(shí)時(shí)反映變電站的運(yùn)行狀態(tài)；⑵ 能用各種數(shù)據(jù)表格實(shí)時(shí)地反映各條線路、主變、母線上的電壓、電流、有功、無(wú)功、溫度、電度等的實(shí)時(shí)值；⑶ 能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)任何異常并以多種形式做出相應(yīng)的報(bào)警；⑷ 能分類記錄和方便查閱各種歷史記錄、歷史數(shù)據(jù)等；⑸ 能對(duì)被選中的設(shè)備發(fā)出操作控制和修改定值命令；⑹ 具備一定的分析、統(tǒng)計(jì)、產(chǎn)生報(bào)表的功能；⑺ 由于電力系統(tǒng)的特殊性，要求具有很高的安全性與穩(wěn)定性。
應(yīng)用程序的運(yùn)行效率是軟件開發(fā)工作中應(yīng)注意的一個(gè)問題，而應(yīng)用程序中諸線程對(duì)系統(tǒng)中最寶貴的資源──CPU的占用率又是其重要方面。本文以6作為開發(fā)環(huán)境并結(jié)合變電站當(dāng)?shù)貋?lái)討論這一問題。
二、 中的線程類TThread
的TThread類封裝了線程，利用它可方便地創(chuàng)建多線程應(yīng)用程序。
其中，Create構(gòu)造函數(shù)用來(lái)創(chuàng)建一個(gè)TThread類實(shí)例，若CteateSuspended參數(shù)的值為TRUE,創(chuàng)建的線程處于掛起狀態(tài)，否則，創(chuàng)建的線程處于運(yùn)行狀態(tài)；Destroy析構(gòu)函數(shù)用來(lái)刪除一個(gè)線程的實(shí)例。Priority屬性用來(lái)設(shè)置線程的優(yōu)先級(jí)別，可進(jìn)行讀寫操作；Suspended屬性用來(lái)決定一個(gè)線程是否掛起；。若調(diào)用時(shí)該線程正在執(zhí)行，則調(diào)用Terminate方法來(lái)終止它；Terminated方法設(shè)置了一個(gè)內(nèi)部的標(biāo)志位，以表明一個(gè)線程結(jié)束。Excute方法定期地檢查該標(biāo)志位，一旦該標(biāo)志位變?yōu)門RUE，將盡快跳出該線程。
在Delphi的多線程編程中，絕大部分VCL構(gòu)件都是臨界資源，只能由主線程使用，其它線程要使用這些構(gòu)件的屬性和方法，必須使用其Synchronize方法，以避免用戶線程與主線程的沖突。
三、多線程類技術(shù)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
根據(jù)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn),我們從Delphi的TThread類派生出4個(gè)新的類：TCommProcess、TWarningProcess、TGraphTableProcess和THistoryDataProcess。TCommProcess類負(fù)責(zé)與前置通信管理機(jī)、五防系統(tǒng)、錄波裝置通信。TWarningProcess類負(fù)責(zé)在必要時(shí)播放操作提示語(yǔ)音、告警語(yǔ)音、事故音響或預(yù)告音響。語(yǔ)音和音響兩者只取其一即可，且事故音響優(yōu)先于預(yù)告音響。TGraphTableProcess類負(fù)責(zé)利用上行的實(shí)時(shí)信息對(duì)各種圖形畫面和數(shù)據(jù)表格進(jìn)行自動(dòng)刷新。TRecordAndReportProcess類負(fù)責(zé)將各種歷史數(shù)據(jù)環(huán)形隊(duì)列中緩存的記錄寫入數(shù)據(jù)庫(kù)以及各種報(bào)表的生成。
1.構(gòu)造函數(shù)
在派生類的構(gòu)造函數(shù)中，都只有如下兩句:inherited Create(); FreeOnTerminate:=true;
2.線程對(duì)象的定義
CommProcess:TCommProcess; WarningProcess:TWarningProcess;
GraphTableProcess:TGraphTableProcess; HistoryDataProcess:THistoryDataProcess;
3.創(chuàng)建和啟動(dòng)各個(gè)線程，并設(shè)置各線程的優(yōu)先級(jí)
CommProcess:=TCommProcess.Create; CommProcess.Priority:=tpLowest;
WarningProcess:=TWarningProcess.Create; WarningProcess.Priority:=tpLowest;
GraphTableProcess:=TGraphTableProcess.Create;
GraphTableProcess:=TGraphTableProcess.Create;
GraphTableProcess.Priority:=tpLowest;
HistoryDataProcess:=THistoryDataProcess.Create;HistoryDataProcess.Priority:=tpLowest;
4.終止各個(gè)線程
CommProcess.Terminate; WarningProcess.Terminate;
GraphTableProcess.Terminate; HistoryDataProcess.Terminate;
5.各線程的執(zhí)行函數(shù)
考慮到線程函數(shù)中所調(diào)用的幾個(gè)過程使用了VCL構(gòu)件庫(kù)中的非線程安全對(duì)象的屬性和方法，我們通過線程的Synchronize方法來(lái)調(diào)用它們，以避免與主線程的沖突。
四、多線程的調(diào)度
CPU是計(jì)算機(jī)中最重要的資源，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)應(yīng)用程序中各個(gè)任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求，合理地對(duì)諸線程進(jìn)行調(diào)度，以求盡可能地降低單個(gè)進(jìn)程對(duì)CPU的占用率。我們利用Win32的器中斷，每隔一段時(shí)間（比如500毫秒,不必很精確）作如下檢查與處理：若某線程處于被掛起狀態(tài)，則將該線程喚醒；否則，不予處理。
這樣，每當(dāng)線程在沒有任務(wù)或已完成對(duì)任務(wù)的處理后自動(dòng)進(jìn)入被掛起狀態(tài)，直至下一次被喚醒。實(shí)際運(yùn)行情況表明，盡管本應(yīng)用程序的功能復(fù)雜、任務(wù)繁多，但其對(duì)CPU資源的占用率仍然很低，且能夠較好地滿足系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性指標(biāo)，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
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