[發(fā)明專利]一種面向多終端無線通信的Socket線程池設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710076545.4
• 申請(qǐng)日: 2017-02-13
• 公開（公告）號(hào): CN106997307A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)軍;倪清榮;周夏杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué);上海格州電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/48
• 分類號(hào): G06F9/48;G06F9/50;H04L29/06;H04L29/08;H04L1/22
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于線程池設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種面向多終端無線通信的Socket線程池設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

Windows Socket網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)目前已經(jīng)得到相當(dāng)普遍的應(yīng)用。不論系統(tǒng)是基于客戶端/服務(wù)器的C/S模式還是基于瀏覽器/服務(wù)器的B/S模式，系統(tǒng)中的服務(wù)器如果不能同時(shí)為多個(gè)客戶端提供服務(wù)，那它就幾乎沒有使用價(jià)值。

傳統(tǒng)的處理方式是為每個(gè)客戶端連接創(chuàng)建一個(gè)新線程，在新線程上請(qǐng)求服務(wù)。在服務(wù)器端與手持終端的通信過程中，線程會(huì)被頻繁地建立與關(guān)閉，這將大大增加系統(tǒng)能耗。而線程池是一種多線程的處理方式，處理過程為：將任務(wù)添加到隊(duì)列，然后在創(chuàng)建線程后自動(dòng)啟動(dòng)這些任務(wù)。這樣線程能在多個(gè)請(qǐng)求中復(fù)用，減少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，提高系統(tǒng)效率。線程池技術(shù)與臨時(shí)為新連接請(qǐng)求創(chuàng)建新線程相比，將線程創(chuàng)建的時(shí)間轉(zhuǎn)移到了響應(yīng)時(shí)間外，用戶體驗(yàn)更好。

目前主流的線程池包括Fixed Thread Pool（定長線程池）、Cached Thread Pool（可緩存線程池）、Single Thread Executor（單線程化線程池）、Scheduled Thread Pool（周期執(zhí)行線程池）。Fixed Thread Pool與Cached Thread Pool定義了多個(gè)定長或不定長線程池，其主要面向多線程并發(fā)的情況，對(duì)于同一線程下多任務(wù)亂序執(zhí)行引起的線程死鎖并沒有相應(yīng)的控制機(jī)制。Single Thread Pool是一個(gè)只有單一工作線程的線程池，它可以在線程出現(xiàn)異常時(shí)，建立新的工作線程處理任務(wù)，保證程序順利的執(zhí)行，但其并沒有引入消息重發(fā)機(jī)制，保證連續(xù)客戶端通信的穩(wěn)定性和可靠性。Scheduled Thread Pool是一種定長的線程池，它支持定時(shí)或循環(huán)的任務(wù)執(zhí)行，但是其并沒有引入針對(duì)客戶端通信的線程異常處理機(jī)制，保證在客戶端通信出現(xiàn)異常時(shí)，線程池始終保持穩(wěn)定，不出現(xiàn)線程池崩潰的情況。

多終端無線通信是指服務(wù)器端同時(shí)處理多個(gè)手持終端的連接請(qǐng)求與命令發(fā)送請(qǐng)求。為保證服務(wù)器端能同時(shí)處理多手持終端的不同請(qǐng)求，服務(wù)器端需要具有良好的并發(fā)性能。首先，服務(wù)器端開啟監(jiān)聽，等待客戶端的連接。服務(wù)器每當(dāng)建立一個(gè)新的Socket連接，主線程就啟動(dòng)一個(gè)新的線程，負(fù)責(zé)服務(wù)器端與客戶端的通信；而主線程繼續(xù)等待下一個(gè)客戶端的連接。當(dāng)客戶端斷開連接后，子線程釋放其占用的所有的Socket資源。由于服務(wù)器端與手持終端之間的通信過程需要被連續(xù)執(zhí)行多次，加上網(wǎng)絡(luò)問題可能會(huì)導(dǎo)致線程持續(xù)處于資源等待或信息接收狀態(tài)，引起線程死鎖，進(jìn)而導(dǎo)致通信被阻塞。所以，這就需要設(shè)計(jì)一種面向多終端無線通信的Socket線程池。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)已有多線程通信存在的缺陷，提供一種面向多終端無線通信的Socket線程池設(shè)計(jì)方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的構(gòu)思是：針對(duì)多終端無線通信的高通信效率需求以及線程池風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高的特性，該線程池設(shè)計(jì)引入相應(yīng)的線程異常處理機(jī)制。

根據(jù)上述構(gòu)思，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種面向多終端無線通信的Socket線程池設(shè)計(jì)方法，包含多終端無線通信過程、線程池框架設(shè)計(jì)、針對(duì)多終端無線通信的線程異常處理機(jī)制三部分，具體步驟為：

a. 多終端無線通信過程的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

（a-1）服務(wù)器端的主線程監(jiān)聽特定端口；

（a-2）客戶端發(fā)起連接請(qǐng)求，與服務(wù)器建立Socket連接；

（a-3）服務(wù)器端開辟一個(gè)獨(dú)立的線程，進(jìn)行每對(duì)連接的數(shù)據(jù)讀寫和數(shù)據(jù)處理操作，將服務(wù)器上的這個(gè)獨(dú)立線程叫做任務(wù)線程；

（a-4）主線程一旦啟動(dòng)了任務(wù)線程，就立即去處理下一個(gè)客戶端的連接，盡量讓每個(gè)客戶端在最短的時(shí)間內(nèi)得到響應(yīng)；

（a-5）每個(gè)任務(wù)線程啟動(dòng)后，均獨(dú)立于對(duì)應(yīng)的客戶端通信，并按照協(xié)議要求處理請(qǐng)求，回復(fù)結(jié)果，完成任務(wù)后關(guān)閉連接，結(jié)束線程；

（a-6）服務(wù)器端持續(xù)處于監(jiān)聽狀態(tài)；

b.線程池框架設(shè)計(jì)：

（b-1）根據(jù)服務(wù)器端的CPU數(shù)以及工作所需的線程數(shù)配置線程池的容量；

（b-2）線程池中主要分為主線程、管理線程、任務(wù)線程和輔線程；

（b-3）主線程負(fù)責(zé)初始化線程池對(duì)象，反復(fù)偵聽服務(wù)器端口，對(duì)每個(gè)客戶端的連接都創(chuàng)建任務(wù)線程，并將它們添加到線程池的任務(wù)隊(duì)列中，并通知喚醒線程池管理線程；

（b-4）管理線程負(fù)責(zé)線程池中線程的管理，在構(gòu)建線程池對(duì)象時(shí)，一次性創(chuàng)建并啟動(dòng)，掃描任務(wù)隊(duì)列，如果有任務(wù)，就取走一個(gè)，啟動(dòng)該任務(wù)線程，并讓線程池的工作任務(wù)數(shù)加1，如果沒有任務(wù)，則阻塞；