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(tǒng)。所謂進程只是資源的分配單位，它用來描述一個載入內(nèi)存的程序，一個執(zhí)行的任務；而線程是程序的執(zhí)行單位，是應用程序的一條基本執(zhí)行路徑。每個進程產(chǎn)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(fā)執(zhí)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(nèi)通信的方法來協(xié)調(diào)工作。

作為變電站，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(tài)；⑵ 能用各種數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)等；⑸ 能對被選中的設備發(fā)出操作控制和修改定值命令；⑹ 具備一定的分析、統(tǒng)計、產(chǎn)生報表的功能；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。

應用程序的運行效率是軟件開發(fā)工作中應注意的一個問題，而應用程序中諸線程對系統(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?shù)貋碛懻撨@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)建多線程應用程序。

其中，Create構(gòu)造函數(shù)用來創(chuàng)建一個TThread類實例，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)建的線程處于運行狀態(tài)；Destroy析構(gòu)函數(shù)用來刪除一個線程的實例。Priority屬性用來設置線程的優(yōu)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(diào)用時該線程正在執(zhí)行，則調(diào)用Terminate方法來終止它；Terminated方法設置了一個內(nèi)部的標志位，以表明一個線程結(jié)束。Excute方法定期地檢查該標志位，一旦該標志位變?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)中的應用

根據(jù)變電站監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)、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(yōu)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(shù)據(jù)表格進行自動刷新。TRecordAndReportProcess類負責將各種歷史數(shù)據(jù)環(huán)形隊列中緩存的記錄寫入數(shù)據(jù)庫以及各種報表的生成。

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.線程對象的定義

CommProcess:TCommProcess; WarningProcess:TWarningProcess;

GraphTableProcess:TGraphTableProcess; HistoryDataProcess:THistoryDataProcess;

3.創(chuàng)建和啟動各個線程，并設置各線程的優(yōu)先級

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)用的幾個過程使用了VCL構(gòu)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(diào)用它們，以避免與主線程的沖突。

四、多線程的調(diào)度

CPU是計算機中最重要的資源，我們應當根據(jù)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(diào)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(tài)，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(tài)，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(tǒng)的實時性指標，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。