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用多線程進行資料獲取

 
conundrum
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#1 引用回覆 回覆 發表時間:2005-01-01 22:10:36 IP:220.143.xxx.xxx 未訂閱
 http://www.dataie.com/DATA/JSLT/PAPER/DXCHENG.HTM    用多線程進行資料獲取 
一、 多線程資料獲取的優點 
  Win95/98最讓人喜愛的除了漂亮的介面以外,就是多線程與多任 務了。在Windows 9 5以及Windows NT中,一個程式無法獨佔所有的CP U執行時間,一個程式也不是從頭到尾一條線。相反,一個程式在執行 中可以分為多個程式片段同時執行。這些能同時執行的程式片段稱為 線程。在Windows 95以及Windows NT中,作業系統同一時間可以輪流 執行多個程式,這就是多工。 
  採用多線程進行資料獲取可以有效地加快程式的反應速度、增加 執行的效率。一般的程式中都要處理用戶的輸入,但用戶的輸入速度 與CPU的執行速度相比就向走路與坐飛機一樣。這樣,CPU就將浪費大 量的時間用來等待用戶的輸入(如在DOS環境中)。如果採用多線程,那 麼就可以用一個線程等待用戶的輸入;另一個線程進行資料處理或其 他的工作。對於資料獲取程式,可以用一個單獨的線程進行資料獲取 。這樣,能最大限度地保證採集的即時性,而另外的線程同時又能及時 地回應用戶的操作或進行資料處理,否則,程式在採集資料時就不能響 應用戶的操作或在回應用戶操作時就不能進行資料獲取,尤其當採集 的資料量很大、資料處理任務很重時,如果不採用多線程,採集時的漫 長的等待是難以忍受的。 
  但是,多線程要比普通程式設計複雜得多。由於任一時刻都可能 有多個線程同時執行,所以,許多的變數、資料都可能會被其他線程所 修改。這就是多線程程式中最關鍵的線程間的同步控制問題。 
二、 多線程資料獲取應解決的問題 
  其實,多線程程式設計複雜是暫時的,如果你採用傳統的C進行多 線程的設計,那麼你必須自己控制線程間的同步,那將是很複雜的。但 是如果利用面向物件的設計方法,採用Delphi進行多線程程式設計,問 題就簡單多了。這是因為,Delphi已將多線程的複雜性替我們處理了, 我們所要做的就是繼承。 
  具體地說,多線程資料獲取需要完成以下工作: 
  1. 從TThread類派生一個自己的類Sample Thread,這就是我們用 於資料獲取的類,進行採集時,只需要簡單地創建一個SampleThread。 
  2. 重載超類TThread的Execute方法,在這一方法中將具體地執行 資料獲取任務。 
  3. 如果希望一邊採集一邊顯示,就再編寫幾個用於顯示採集進度 的過程,供Execute 方法調用。 
  TThread類中最常用的屬性/方法如下: 
  Create方法:constructor Create(CreateSuspended: Boolean) 。 
  其中CreateSuspended參數確定線程在創建時是否立即執行。如 果為True,新線程在創建後被掛起;如果為False,線程在創建後立即執 行。 
  FreeOnTerminate屬性:property FreeOnTerminate: Boolean。 
  該屬性確定程式師是否負責撤銷該線程。如果該屬性為True,VCL 將在該線程終止時自動撤銷線程對象。它的缺省值為False。 
  OnTerminate屬性:property OnTerminate: TNotifyEvent。 
  該屬性指定一個當線程終止時發生的事件。 
  下面看一個具體的例子。 
三、多線程資料獲取的實現 
  這是筆者開發的一個測抽油機功能的程式。它的功能是採集抽油 機懸點的載荷及位移資料,經過處理後做出抽油機的功能圖。圖中所 示是資料獲取時的介面。點"採集資料"按鈕後,程式將創建一新的線 程,並設置其屬性。這一新線程將完成資料獲取任務。程式如下: 圖1 
  Procedure TsampleForm.DoSampleBtnClick(Sender: TObject); 
  Begin 
  ReDrawBtn.Enabled := True; 
  DoSampleBtn.Enabled := False; 
  FFTBtn.Enabled := True; 
  TheSampler := SampleThread.Create(False); 
  ←創建採集線程 
  TheSampler.OnTerminate := FFTBtnClick; 
  ←採集完成後要執行的任務 
  TheSampler.FreeOnTerminate := True; 
  ←採集完成後撤銷 
  End; 
  採集線程的類定義如下: 
  Type 
  SampleThread = class(TThread) 
  Public 
  function AdRead(ach: byte): integer; safecall; 
  ←讀A/D卡的函數 
  procedure UpdateCaption; ←顯示採集進度 
  procedure ShowCostTime; ←顯示採集所用時間 
  private 
  { Private declarations } 
  protected 
  thes, thep: real; 
  dt: real; 
  id: integer; 
  st, ed: LongInt; 
  procedure Execute; override;←這是關鍵。 
  End; 
  在這個類中定義了一個函數AdRead用於操作A/D卡,兩個過程用於 顯示採集的進度與所用時間。需要注意的是AdRead函數是用彙編寫的 ,參數調用格式必須是safecall。 
  關鍵的重載方法Execute的代碼如下: 
  Procedure SampleThread.Execute; 
  Begin 
  StartTicker := GetTickCount; 
  id := 0; 
  Repeat 
  thes := Adread(15) * ad2mv * mv2l;→採集第15通道 
  thep := Adread(3) * ad2mv * mv2n;→採集第3通道 
  dt := GetTickCount - StartTicker; 
  sarray[id] := thes; 
  parray[id] := thep; 
  tarray[id] := dt; 
  inc(id); 
  Synchronize(UpdateCaption);→注意:顯示採集進度  Until i d>=4096; 
   ed := GetTickCount;  Synchronize(ShowCostTime);→注意 :顯示所用時間 
  end; 
  從以上代碼中可見,Execute與一般的代碼並無本質區別。僅有的 區別是顯示採集進度和顯示所用時間時,不能直接調用各自的過程,而 是通過調用Synchronize間接地調用, 這樣做是為了保持進程間的同 步。 
四、結論 
  以上的程式採用Delphi 4.0編程,在AMD-K6-2/300上實現。測試 結果是這樣的:採用多線程,採集4096個點一般耗用10~14秒的時間; 如果不採用多線程則需要1分鐘到1分半鐘。可見多線程可明顯提高程 序的執行效率。 
           
系統時間:2024-06-30 11:44:58
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