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一、概述 微軟的Win32（Windows 9X,Windows NT, Windows 2000,Windows XP）是一個多進程、多線程的32位操作系統。所謂進程只是資源的分配單位，它用來描述一個載入內存的程序，一個執行的任務；而線程是程序的執行單位，是應用程序的一條基本執行路徑。每個進程產生時都有一個線程，這個線程叫主線程。一個進程上可以多個線程，這些線程可以共享同一進程空間且可以并發執行。除非用戶使線程之間互相可見，一個線程將獨立于進程中的其它線程而運行。各線程之間應當通過信號和其它進程內通信的方法來協調工作。 作為變電站監控系統，應該具備如下幾方面的要求：⑴ 能用各種圖形畫面來從不同角度實時反映變電站的運行狀態；⑵ 能用各種數據表格實時地反映各條線路、主變、母線上的電壓、電流、有功、無功、溫度、電度等的實時值；⑶ 能及時地發現任何異常并以多種形式做出相應的報警；⑷ 能分類記錄和方便查閱各種歷史記錄、歷史數據等；⑸ 能對被選中的設備發出操作控制和修改定值命令；⑹ 具備一定的分析、統計、產生報表的功能；⑺ 由于電力系統的特殊性，要求監控系統具有很高的安全性與穩定性。 應用程序的運行效率是軟件開發工作中應注意的一個問題，而應用程序中諸線程對系統中最寶貴的資源──CPU的占用率又是其重要方面。本文以Delphi6作為開發環境并結合變電站當地監控系統來討論這一問題。 二、Delphi 中的線程類TThread Delphi的TThread類封裝了線程，利用它可方便地創建多線程應用程序。 其中，Create構造函數用來創建一個TThread類實例，若CteateSuspended參數的值為TRUE,創建的線程處于掛起狀態，否則，創建的線程處于運行狀態；Destroy析構函數用來刪除一個線程的實例。Priority屬性用來設置線程的優先級別，可進行讀寫操作；Suspended屬性用來決定一個線程是否掛起；。若調用時該線程正在執行，則調用Terminate方法來終止它；Terminated方法設置了一個內部的標志位，以表明一個線程結束。Excute方法定期地檢查該標志位，一旦該標志位變為TRUE，將盡快跳出該線程。 在Delphi的多線程編程中，絕大部分VCL構件都是臨界資源，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、多線程類技術在變電站監控系統中的應用 根據變電站監控系統的特點,我們從Delphi的TThread類派生出4個新的類：TCommProcess、TWarningProcess、TGraphTableProcess和THistoryDataProcess。TCommProcess類負責與前置通信管理機、五防系統、錄波裝置通信。TWarningProcess類負責在必要時播放操作提示語音、告警語音、事故音響或預告音響。語音和音響兩者只取其一即可，且事故音響優先于預告音響。TGraphTableProcess類負責利用上行的實時信息對各種圖形畫面和數據表格進行自動刷新。TRecordAndReportProcess類負責將各種歷史數據環形隊列中緩存的記錄寫入數據庫以及各種報表的生成。 1.構造函數 在派生類的構造函數中，都只有如下兩句:inherited Create(False); FreeOnTerminate:=true; 2.線程對象的定義 CommProcess:TCommProcess; WarningProcess:TWarningProcess; GraphTableProcess:TGraphTableProcess; HistoryDataProcess:THistoryDataProcess; 3.創建和啟動各個線程，并設置各線程的優先級 CommProcess:=TCommProcess.Create; CommProcess.Priority:=tpLowest; WarningProcess:=TWarningProcess.Create; WarningProcess.Priority:=tpLowest; GraphTableProcess:=TGraphTableProcess.Create; GraphTableProcess.Priority:=tpLowest; HistoryDataProcess:=THistoryDataProcess.Create;HistoryDataProcess.Priority:=tpLowest; 4.終止各個線程 CommProcess.Terminate; WarningProcess.Terminate; GraphTableProcess.Terminate; HistoryDataProcess.Terminate; 5.各線程的執行函數 考慮到線程函數中所調用的幾個過程使用了VCL構件庫中的非線程安全對象的屬性和方法，我們通過線程的Synchronize方法來調用它們，以避免與主線程的沖突。 四、多線程的調度 CPU是計算機中最重要的資源，我們應當根據應用程序中各個任務的實時性要求，合理地對諸線程進行調度，以求盡可能地降低單個進程對CPU的占用率。我們利用Win32的定時器中斷，每隔一段時間（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，則將該線程喚醒；否則，不予處理。 這樣，每當線程在沒有任務或已完成對任務的處理后自動進入被掛起狀態，直至下一次被喚醒。實際運行情況表明，盡管本應用程序的功能復雜、任務繁多，但其對CPU資源的占用率仍然很低，且能夠較好地滿足系統的實時性指標，有利于提高系統的穩定性。 |
