多线程技术在鸡冠岩电站微机监控系统中的应用(2)

　　系统中选用１０ｍｂｐｓ以太网，采用总线型网络拓扑结构，此结构简单且可扩充性好，当需要增加节点时，只需在总线上增加一个分支接口便可与节点相连，当总线负载过重时还可以扩充总线，符合监控系统开放性设计要求。监控系统通讯组网图如图２所示。

　　３多线程技术在鸡冠岩电站微机监控系统软件中实现

　　３．１多线程技术概述及其优点

　　监控系统软件的各功能模块，都是按照进程来编制的。进程就是应用程序在一个数据集合上的一次动态执行过程。一个任务只会有一个进程，系统中每一个进程都在自己独立的内存地址空间运行，每个进程又可以同时执行多个线程，但有且只有一个主线程，各线程可分别完成不同的功能。线程是操作系统分配ｃｐｕ时间的基本实体，每个线程占用的ｃｐｕ时间由系统分配，系统不停的在线程之间切换，进程中的线程共享进程的虚拟地址空间，可以访问进程的资源，处于并行执行状态。每个线程可以指定优先级，优先级高的线程调用次数比优先级低的线程频繁。在对监控系统软件编程过程中充分利用多线程技术的优势，可极大提高软件稳定、安全和高效性。

　　在传统的ｄｏｓ操作系统下，应用程序处在单任务单一线程运行过程，每个程序的运行都是抢先式，即占据整个系统资源，同一时间内其它程序无法运行。在１６位ｘ－ｗｉｎｄｏｗ系统中，多任务处理功能也具有很多局限性，主要表现为每个应用程序都有其自己的消息，当应用程序响应一条消息并返回等待状态时，它将会变成程序列表中的最后一个进程，等待着处理其它的消息，执行处理复杂事件的应用程序时，其它的应用程序必须等待，此时敲击键盘或鼠标，不会立即反应，当执行一个非常耗时的应用程序时，等待的时间是令人难以接受的。鸡冠岩电站微机监控系统主控机采用３２位ｍｉｃｒｏｓｏｆｔｗｉｎｄｏｗｓｎｔｓｅｒｖｅｒ４．０分时多任务实时操作系统作为系统软件平台，其突出特点是健壮性和稳定性，程序对ｃｐｕ的占用时间由系统决定，系统可同时运行多个进程，每个进程又可同时执行多个线程，本进程的崩溃不会影响其它进程正常工作，从而不会造成整个系统“死机”。

　　３．２ｄｅｌｐｈｉ中多线程序的实现方法

　　解决分布式实时任务的问题，必须采用多线程处理方案。它可极大程度地避免瓶颈，除具有灵活的任务管理功能外，还可实现多重处理。多线程技术可以通过线程包的设计来实现。线程包就是供用户或程序员调用的关于线程的一组系统调用（或原语）。线程的管理方法有静态方法和动态方法两种。在处理分布式实时多任务时，一般采用的是动态方法，即在任务的执行时创建或撤消一个线程。系统调用（即线程创建）需要指明线程的主程序、栈的大小、优先级和一些其它参数。该调用返回一个线程的标识号，用于以后有关该线程的调用。线程包的实现有两种方法：一种是在用户空间实现，另一种是用操作系统内核来实现。在内核实现线程的方法中，由于由内核来管理线程，因此不需要运行系统，当进程想创建或撤消一个线程时，只需要做一次系统调用即可。ｄｅｌｐｈｉ是ｂｏｒ／ｌａｎｄ公司开发的一种先进的可视化编程环境。在ｄｅｌｐｈｉ中，其线程是用于运行代码的ｗｉｎ３２对象，每个进程产生时都有一个线程，即主线程。一个进程上可以有多个线程，这些线程可以共享同一进程空间且可并发执行。当主线程结束时，便标志着应用程序的结束，相应的进程便会从系统中卸载。因此ｄｅｌｐｈｉ是使用操作系统内核来实现线程包的。为了管理所有线程，内核对每个进程都设置一个表，其中包括该进程中每一个线程的入口，每个入口含有线程的寄存器、状态、优先级及其它信息，这些信息与用户级线程相同，只不过它此时保存在内核中而不是在用户空间里。对于大多数应用程序来说，可以在该程序中用一个线程对象来代表一个执行的线程。线程对象封装了线程最常用的必须的方法。ｄｅｌｐｈｉ的ｔｔｈｒｅａｄ类封装了线程，使用ｔｔｈｒｅａｄ类可以方便地在ｄｅｌｐｈｉ中创建多线程应用程序。

　　３．３监控系统软件中多线程技术的应用

　　分布式实时多任务系统在工业控制中有着广泛的应用。下面就是利用ｄｅｌｐｈｉ的多线程技术开发的一个分布式实时多任务多线程系统模型的例子。

　　定义ｐｌｃ、温度巡检仪通讯采集线程名称为ｃｔｈｆｘ２ｎｗｄｕｔ，线程实例为ｒｕｎｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ。

　　初始化部分为：

　　ｒｕｎｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ：＝ｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ．ｃｒｅａｔｅ（ｆａｌｓｅ）；

　　ｒｕｎｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ．ｆｒｅｅｏｎｔｅｒｍｉｎａｔｅ：＝ｆａｌｓｅ；

　　ｒｕｎｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ．ｐｒｉｏｒｉｔｙ：＝ｔｐｉｄｌｅ；

　　线程执行部分为：

　　ｗｈｉｌｅ（ｎｏｔｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ）ｄｏｂｅｇｉｎｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅ（ｆｘ２ｎｗｄｃｏｍｍ）；

　　ｅｎｄ；

　　运行线程：

　　ｉｆｒｕｎｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ．ｓｕｓｐｅｎｄｅｄｔｈｅｎｒｕｎｃｔｈｆｘ２ｎｗｄ．ｒｅｓｕｍｅ；

　　以上多线程技术采用了ｄｅｌｐｈｉ的ｔｔｈｒｅａｄ类对象，即ｔｈｒｅａｄｏｂｊｅｃｔ。由于各线程都在相互独立的地址空间运行，无资源的共享冲突，故未采用线程互斥访问技术（如ｌｏｃｋ、ｕｎｌｏｃｋ、ｗａｉｔｆｏｒ等）。

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