數(shù)據(jù)通信中多線程技術(shù)的應(yīng)用

中郵建技術(shù)有限公司 陳 雷

數(shù)據(jù)通信中多線程技術(shù)的應(yīng)用

中郵建技術(shù)有限公司 陳 雷

多線程技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是提高通信質(zhì)量的有力措施，在一定程度上也為人們提供安全、便捷的通信服務(wù)。對(duì)數(shù)據(jù)通信中多線程技術(shù)的適用場(chǎng)合、編程要素、編程設(shè)計(jì)等應(yīng)用進(jìn)行了探討。

數(shù)據(jù)通信；多線程技術(shù)；應(yīng)用

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)得益于現(xiàn)代數(shù)據(jù)技術(shù)的大力發(fā)展，其結(jié)構(gòu)和功能也在不斷完善。但由于信息數(shù)據(jù)在傳輸中受到現(xiàn)有材料科學(xué)的制約，在某些方面還存在一定的弊端，多線程技術(shù)的有效應(yīng)用解決了這一難題，它的優(yōu)點(diǎn)在于其可以提高系統(tǒng)的安全性與數(shù)據(jù)的可靠性。多線程技術(shù)的廣泛應(yīng)用對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域產(chǎn)生了重大的積極作用。

1 多線程技術(shù)及其適用場(chǎng)合

假定在一個(gè)系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和功能上是一個(gè)同步的整體。但是在程序設(shè)計(jì)時(shí)，程序不可能長(zhǎng)久地等待客戶的輸入。在設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮一些客戶與程序怎樣更好地交流。比如客戶對(duì)一個(gè)主程序的循環(huán)進(jìn)行了輸入，但是這個(gè)循環(huán)卻不是專門(mén)為了等待這個(gè)操作而設(shè)。如何為客戶提供一個(gè)系統(tǒng)，使其可以當(dāng)客戶輸入指令時(shí)，主系統(tǒng)的循環(huán)可以及時(shí)的處理并完成客戶的需求，為客戶提供一個(gè)處理問(wèn)題的模塊。以上這些復(fù)合的處理客戶指令的系統(tǒng)都可以運(yùn)用多線程技術(shù)的思想解決。在通信數(shù)據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行中，如果所運(yùn)行的程序過(guò)于復(fù)雜，那么我們一般就可以采用多線程技術(shù)，利用它對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的處理，并對(duì)客戶的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行一個(gè)預(yù)處理。這樣不僅可以有效縮短客戶輸出信息的延遲時(shí)間，還可以保證整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)運(yùn)行的正常，使整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)在使用中對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的情況進(jìn)行合理全面的調(diào)度。比如，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)問(wèn)題和對(duì)沖問(wèn)題等。該多線程技術(shù)還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，雖然不同的系統(tǒng)模塊其中的設(shè)計(jì)思路存在差異，但這些卻不會(huì)對(duì)多線程技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生多大的影響，可以更好地保證整個(gè)數(shù)據(jù)的安全輸入和輸出。

2 多線程技術(shù)與數(shù)據(jù)通信

眾所周知，在OSI（開(kāi)放系統(tǒng)互連）棧式結(jié)構(gòu)的一組協(xié)議中，處于最底層的屬于物理層范圍，其主要職責(zé)是進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸工作；位于頂層的則是一些應(yīng)用層，他們的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)與用戶的對(duì)接工作。在一臺(tái)電腦中，物理層是承擔(dān)數(shù)據(jù)傳送的，它保證數(shù)據(jù)可以從本地傳輸?shù)搅硪粋€(gè)通信系統(tǒng)的對(duì)等面上。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完之后，物理層就會(huì)處于一種待命狀態(tài)，等待再次來(lái)自上層數(shù)據(jù)鏈的指令，或者是來(lái)自其他對(duì)等面的數(shù)據(jù)。物理層不會(huì)因?yàn)樵谶\(yùn)行其中一個(gè)指令而拒絕另一個(gè)指令。所以從這一點(diǎn)上可以看出，物理層是符合多線程技術(shù)的運(yùn)行模式的。

3 應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信的編程要素

運(yùn)用多線程技術(shù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中進(jìn)行編程就必須掌握它所具有的相關(guān)要點(diǎn)，主要包括以下幾點(diǎn)：

1）主循環(huán)——也被稱作主事件循環(huán)。主循環(huán)是承擔(dān)數(shù)據(jù)的接收和傳輸?shù)摹＿@個(gè)模塊同時(shí)還承擔(dān)著整個(gè)系統(tǒng)的資源調(diào)度功能。

2）為主循環(huán)產(chǎn)生事件的模塊，抑或是一種以某種方式通知主系統(tǒng)事件的模塊。

3）接受通知的模塊，接受來(lái)自主系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的事件。這個(gè)模塊稱作“數(shù)據(jù)處理器”。

4）一種協(xié)助主事件循環(huán)監(jiān)視它應(yīng)該知道的所有需要事件的機(jī)制。每個(gè)event handler能夠同時(shí)通知主事件循環(huán)，繼而得知它所需要的具體事件還有哪些，如圖1所示。圖1中展示了一個(gè)多線程技術(shù)運(yùn)行的模型，我們可以看到，多線程技術(shù)編程的整個(gè)框架模塊，是由一個(gè)主事件循環(huán)、OS（操作系統(tǒng)）事件發(fā)生器、事件處理器、回調(diào)和事件注冊(cè)機(jī)制構(gòu)建的。

4 應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信的編程設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)框架

在數(shù)據(jù)通信中主要是通過(guò)編程設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)多線程技術(shù)的有效應(yīng)用，具體的設(shè)計(jì)理念與思路可從以下幾個(gè)層面加以分析。

1）主循環(huán)方面的編程：該方面主要是由scheduler實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)事件處理程序存在時(shí)會(huì)自動(dòng)向scheduler發(fā)出命令，繼而完成事件的監(jiān)督工作，當(dāng)事件已經(jīng)完成時(shí)，scheduler則會(huì)發(fā)出命令告知事件并處理相關(guān)程序。

2）事件處理程序方面的編程：該方面是通過(guò)eventHandler來(lái)完成的。在eventHandler中存在一個(gè)通用的接口setevent()，該接口不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)事件的監(jiān)督作用，而且在該接口中還存在可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理的回調(diào)函數(shù)，像checkevent()以及event-callback()。

3）事件處理程序子類方面的編程：該部分是由 inputHandler協(xié)助完成的。inputHandler的作用有兩個(gè)：一是可對(duì)文件所輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確處理，并在子類的基礎(chǔ)上衍生出其他的分類；二是能完成對(duì)函數(shù)event-callback()的重寫(xiě)工作，方便其在文件輸入數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行一些特定的操作。

4）在eventHandler類的子類方面的編程，該方面則是通過(guò)timerHandler完成的，timerHandler的主要作用是可對(duì)定時(shí)器進(jìn)行不同的處理，并在子類的基礎(chǔ)上衍生出其他的種類，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)函數(shù)event-callback()的重寫(xiě)，并經(jīng)特殊的操作，完成對(duì)超時(shí)定時(shí)器的處理工作。

4.2 主要操作

各部分的主要操作程序?yàn)椋?/p>

1）SetInput()，將這個(gè)函數(shù)接受一個(gè)指向fd-set結(jié)構(gòu)的指針，并將其所表示的文件設(shè)置為1；

2）SetTimeout()，將該函數(shù)接受指向?yàn)閠imeval結(jié)構(gòu)的指針，并設(shè)置定時(shí)器使其滿足超時(shí)前所規(guī)定的時(shí)間；

3）InputReadCallback()，對(duì)這個(gè)函數(shù)實(shí)行輸入處理；

4）CheckInput()，對(duì)該函數(shù)進(jìn)行處理使其接受一個(gè)指向?yàn)閒d-set結(jié)構(gòu)的指針，對(duì)該函數(shù)所代表的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面檢查，確保輸入的準(zhǔn)確性；

5）TimeoutCallback()，該函數(shù)要進(jìn)行超時(shí)處理；

6）CheckTimeout()，對(duì)該函數(shù)的設(shè)置要參照timeval結(jié)構(gòu)進(jìn)行，以確保當(dāng)前時(shí)間值是否超時(shí)，如遇超時(shí)情況，則將其調(diào)至TimeoutCallback進(jìn)行處理。

該操作程序是按照國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行執(zhí)行的，一方面在一定程度提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，確保數(shù)據(jù)通信的安全性，另一方面也有效的減少了維護(hù)的難度。具體描述見(jiàn)圖1所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，進(jìn)行多線程技術(shù)的應(yīng)用效果顯著，應(yīng)用價(jià)值廣泛，具體表現(xiàn)在：一是強(qiáng)化了網(wǎng)絡(luò)管理力度，使數(shù)據(jù)通信更為精確與有效；二是在數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全性能上也起到了一定的保障作用，增強(qiáng)通信運(yùn)行的高效性。因而，將多線程技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是提高通信質(zhì)量的有力措施，在一定程度上也為人們提供安全、便捷的通信服務(wù)，值得推廣與應(yīng)用。 ◆