田相齋

（勝利地質錄井公司信息中心 山東 東營 257064）

0 引言

實時數據的服務器端接收軟件作用是接收數據后將其寫入到錄井中心數據庫中。經過幾年的使用，系統(tǒng)發(fā)揮了很大的作用，但是也存在一些問題。（1）當網絡或系統(tǒng)發(fā)生問題時，缺乏自動連接機制，時常造成數據漏傳，需要人工手動重新連接；（2）軟件運行時占用系統(tǒng)資源過多，平均每臺服務器只能接收十幾個發(fā)送端數據；（3）缺乏故障和異常報警、遠程異常提示的功能，容易漏掉重要傳輸資料，影響全面正確評價現場錄井質量。因此需要對接收軟件進行重新的設計與開發(fā)。

1 原軟件設計缺陷

數據網絡傳輸使用的是GPRS和衛(wèi)星傳輸網絡，這種網絡性質決定其不穩(wěn)定性，容易受到天氣、電磁信號、基站功率的影響。

原來的傳輸軟件使用TCP/IP協(xié)議，采用Socket連接方式進行數據傳輸，這種采用底層協(xié)議的操作需要有很多的優(yōu)化措施來保證程序的有效性。接收軟件耗費服務器資源太多就是Socket連接不斷占用系統(tǒng)資源，同時接收軟件設計時沒有采用多線程技術，只用一個進程接收處理數據，不能使數據多通道、并行處理，導致了數據在接受端阻塞，只能通過擴充服務器的方式來解決。設備的擴充既浪費了資金，又增添了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性。

2 軟件系統(tǒng)設計

本軟件作為Client/Server軟件架構的Server端，運行在服務器上，接收客戶端傳送的錄井數據，存儲到數據庫服務器上。

2.1 軟件數據流圖

軟件數據流包括系統(tǒng)采集的數據及存儲。接收程序接收到錄井數據后，先寫入內存數據隊列中，同時提供數據給顯示隊列和消息隊列供界面顯示；本地數據保存程序從內存數據隊列中讀取數據，寫入本地數據庫；遠程數據保存程序從本地數據庫中讀取數據，寫入到遠程業(yè)務數據庫中。

2.2 系統(tǒng)功能模塊

（1）數據接收部分

網絡數據傳輸采用的是Socket方式，服務器端開啟Socket接口，等待客戶端連接后，接收客戶端發(fā)送的數據。提供多網卡支持，單個服務器上的多個網卡可以同時接收來自多個客戶端的連接。能夠及時高效的接收客戶端的數據傳輸。

（2）數據存儲部分

將接收到的數據存儲到數據庫服務器和備份數據庫服務器，為每個接收到的井位建立數據表，將數據存儲到數據庫中，同時如果記錄超過了8000條，則將8000條現有數據之前的刪除掉，避免數據增長過快消耗掉硬盤存儲容量。

（3）界面顯示部分

界面提供兩種顯示模式，一種是系統(tǒng)模式，一種是井位模式。系統(tǒng)模式顯示系統(tǒng)的各項狀態(tài)，包括網卡狀態(tài)，各個數據庫連接狀態(tài)，數據接收的狀態(tài)等等，在界面上一一以直觀的方式顯示出來，使操作者能夠直觀的獲取系統(tǒng)運行的狀況。井位模式下可以看到所有連接井位的狀態(tài)，選擇需要觀察的井位，將接收到的數據顯示在界面上，可以監(jiān)控單口井的狀態(tài)。

（4）消息傳遞部分

如果有重要消息需要傳遞，客戶端可輸入信息，傳送到服務器端，服務器端可以針對所有客戶端或選定客戶端發(fā)送消息。當服務器端接收到客戶端的消息時，或服務器運行出現重大故障時（網絡終端、數據庫停止），服務器將信息通過互聯(lián)網傳輸到短消息中心，有短消息中心發(fā)送短消息給值班人員。

（5）系統(tǒng)管理部分

系統(tǒng)管理部分設定系統(tǒng)參數，包括本機網卡參數，業(yè)務數據庫和備份數據庫的參數，并對其進行狀態(tài)監(jiān)控。還有程序的啟動處理和退出處理等操作。

3 軟件系統(tǒng)實現

3.1 多級數據緩存提供效率與安全的雙重保護

獲取數據后，直接將數據寫入內存中的隊列，然后去處理另一個數據，防止了數據不能及時寫入數據庫造成丟失的問題。為避免內存的緩存增長過快，造成內存溢出，增加了一級本地數據庫緩存，進一步避免了數據丟失。

通過兩級數據緩存的使用，既提高了數據存儲的效率和時效性，也避免了意外因素造成的數據丟失。

3.2 多線程任務提高系統(tǒng)運行效率

圖1 多線程處理

采用一個主線程，將所有的運行時線程包含在其中，使程序的流程更加清晰。當主線程啟動時，啟動數據庫檢測線程，該線程啟動各個數據庫的檢測線程；主線程啟動網卡接收線程，該線程啟動各個網卡的Socket綁定線程，等待客戶端的接入，如果有接入則轉入數據接收處理線程處理；主線程啟動本地傳輸線程，將網卡接收到隊列中的數據寫入本地數據庫；遠程傳輸線程則將數據從本地數據庫傳送到業(yè)務主數據庫和備份數據庫中。除此之外，還有其他線程在運行，如數據顯示線程。

3.3 多網卡應用提高數據接收的容量

系統(tǒng)自動檢測本機存在的網卡數量，并提供給操作員選用，操作員根據需要選擇所需的網卡數量和種類。

（1）網卡管理線程

接收線程自動檢測選用的網卡數量和網卡地址，依次將其綁定到接收端口，為每個網卡啟動單獨的接收線程。將網卡管理與網卡處理分開進行，不會出現在一塊網卡處理過程中，導致其他網卡處于閑置狀態(tài)。

（2）Socket綁定線程

當Socket有外來接入時，將接入轉入處理線程，原來的Socket連接重新等待接入，可以同時處理多個接入。

（3）數據接收處理線程

線程將來自客戶端的數據進行解析，將線性的二進制字節(jié)流分解成為有意義的數據賦值給相應的數據結構，然后將數據寫入接收隊列，完成一次連接的處理過程。

以上的三個線程互相配合，環(huán)環(huán)相扣，各司其職。網卡管理線程檢測到網卡可用，處于空閑狀態(tài)就將其轉入Socket處理線程；Socket線程等待客戶端接入，有數據連接就啟動一個數據接收處理線程的實例來進行處理；數據接收處理線程得

以完成一筆數據的接收。這種分解的狀態(tài)，使得網絡接收的每個環(huán)節(jié)都不會處于空置狀態(tài)，滿足了大流量、高頻率數據接入的要求。

3.4 系統(tǒng)中其他功能的實現

除了上面提供的完成數據接收和保存主要功能的實現方式，還需實現客戶端連接狀態(tài)的自動監(jiān)測和數據庫服務器狀態(tài)的自動監(jiān)測，另外，完成系統(tǒng)的整體功能還需要一些輔助功能的幫助，包括手機短信發(fā)送重要消息、重要信息的日志寫入、標準化的配置文件和完善的系統(tǒng)控制的功能。

4 應用效果分析

錄井信息對于科學的生產有著重要的作用，能夠將錄井信息完整有效及時地采集到，對于錄井信息的應用具有重要的決定作用。通過采用新技術的改造，將能使整個錄井信息傳輸系統(tǒng)的功能大大提高，保證數據能夠跨越網絡中斷和系統(tǒng)故障傳輸到數據庫，將能夠保證信息的有效完備。同時由于傳輸軟件具有很強的容錯能力，能大大減少人工干預，減輕工作人員的壓力。軟件效率的提高，使得不必額外配備服務器等設備，節(jié)約設備投資。并且軟件平臺具備良好的可擴充性，能夠在此平臺上擴展新的應用，減少日后改進的投資。

［1］汪煜凱.石油行業(yè)計算機應用技術綜述[M].北京:石油工業(yè)出版社,2005.

［2］Warton，Java 多線程編程初步[J].電腦報，2004－4－10.