趙維，趙雋

（1.吉林警察學院，長春　130117；2.長春師范大學，長春　130022）

基于劵商的Transmid事務(wù)處理機的設(shè)計與實現(xiàn)

趙維1，趙雋2

（1.吉林警察學院，長春130117；2.長春師范大學，長春130022）

針對不同的券商接口，當面對統(tǒng)一請求的數(shù)據(jù)格式時，不同的券商就很可能無法“讀懂”用戶到底在請求什么數(shù)據(jù)，本文設(shè)計了一個基于券商的Transmid事務(wù)處機系統(tǒng)。Transmid事務(wù)處理機系統(tǒng)采用了線程池、進程間通信和Lua函數(shù)與C/C++接口交互技術(shù)，通過測試，該模型層次清晰、易于實現(xiàn)、并發(fā)性能高。

Transmid事務(wù)處理機；券商；并發(fā)性；Lua函數(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們越來越需要把來自不同企業(yè)的開發(fā)的軟件集成起來，來獲得更大的信息資源共享。中間件作為連接不同平臺與終端用戶之間的軟件應(yīng)用而生。它具有標準協(xié)議和接口的通用軟件，為用戶提供了良好的可靠性、可用性、靈活性［1］，圖1所示為中間件模型。

圖1　中間件模型

中國近年來也先后有很多關(guān)于中間件的研究，如尹東杰研究了中間件在保險也上的設(shè)計應(yīng)用［2］，呂光研究了中間件在航空上的應(yīng)用［3］，沈滌研究了中間件在住房公積金上的應(yīng)用［4］，還有很多這樣類型的研究，實際上中間件已經(jīng)應(yīng)用了我們生活中的各個方面。

本文主要提出一種基于券商的中間件Transmid事務(wù)處理機，它針對不同的券商，提供一種接口，方便用戶和券商之間的聯(lián)系。

1　相關(guān)技術(shù)

1.1線程池

線程池是用來存放線程的地方［5］，由于它的容量有限，眾多線程之間的調(diào)用需要一個線程池的管理機制，它管理線程的休眠和喚醒。一般為，每次外界程序都會通過一定的方式一次喚醒一個線程，同時休眠相應(yīng)的一個線程，然后運行這個喚醒的線程，這種喚醒與休眠不是隨機運行的，它是通過一定的算法結(jié)構(gòu)進行的，比如線性隊列，優(yōu)先級排序，最大權(quán)值法等等。同時，線程是一個正在或?qū)⒁獔?zhí)行的程序代碼，所以它必然有一個接口，該接口實現(xiàn)線程想要的功能，比如訪問數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)圖形界面等，因此，線程池需要一個緩沖區(qū)，在這個區(qū)間里，可以存放著比較活躍的線程。線程池所占的空間內(nèi)存很小，但是卻能起到很大的作用。

1.2進程間的通信技術(shù)

進程間通信［6］（IPC，Inter-Process Communication）是進程或線程間傳送數(shù)據(jù)或信號的一些技術(shù)或方法。計算機系統(tǒng)分配資源的最小單位是進程（嚴格說來是線程）。進程間通信方法包括消息隊列、共享內(nèi)存和信號量等。

共享內(nèi)存，就是映射一段內(nèi)存，這段內(nèi)存能被其他進程所訪問，這段共享內(nèi)存被一個進程所創(chuàng)建，但多個進程都可以訪問到這段內(nèi)存。進程會把這個地址映射到一個虛擬地址。

共享內(nèi)存是最快的進程間通信方式，它是為了解決其他進程間通信方式運行效率低的問題，從而專門設(shè)計的。它往往與其他通信機制，如信號量，配合使用，來實現(xiàn)進程間的同步和通信。

消息隊列，是獨立于生成它的進程的內(nèi)存中的一段存儲區(qū)。一旦一個消息隊列被創(chuàng)建，它總是可以被某個進程訪問，只要這個進程具有正確的訪問權(quán)限。消息隊列中的每一條消息，都要被進行分類，我們可以通過編號，來進行這樣的分類。消息隊列里面有一個標志形式，用來表示正在被哪些進程共享與占用，進程可以通過消息隊列進行互相交互，從而達到通信的目的，這是消息隊列的重要作用。

信號量（Semaphore），也被稱為信號燈，是在多線程環(huán)境下使用的一種變量，是可以用來保證兩個或多個關(guān)鍵代碼段不被同時調(diào)用。信號量通常是一個非負整數(shù)，所有通過它的線程/進程，都會將該整數(shù)減1（通過它當然是為了使用資源），當該整數(shù)值為零時，所有試圖通過它的線程/進程，都將處于等待狀態(tài)。

1.3Lua函數(shù)與C/C++接口交互技術(shù)

Lua函數(shù)是由Lua腳本語言實現(xiàn)［7］。Lua函數(shù)與C++腳本的交互分為兩部分，第一部分是Lua函數(shù)訪問C++的接口，第二部分是C++接口訪問Lua函數(shù)。Lua程序被嵌入到C++程序中，目的是為了起到一個橋梁的作用。整個程序的功能由C++提供，而Lua程序只負責調(diào)用這些功能，并結(jié)合自身的優(yōu)點，來對它們進行快速重組，以此，來控制各函數(shù)及模塊之間的邏輯關(guān)系。Lua函數(shù)所調(diào)用的C函數(shù)的函數(shù)原型，在C程序中需要將這種函數(shù)類型的函數(shù)，注冊到Lua狀態(tài)機中，此后，Lua才能調(diào)用到C的函數(shù)。

Lua函數(shù)與C++或者C是通過“棧”完成數(shù)據(jù)互相訪問的。在數(shù)據(jù)交互過程中，第一步是先將數(shù)據(jù)壓入到“?！崩?，之后“?！睍祷匾粋€索引值，通過這個索引值，我們能夠進行定位，索引值以1或-1為起始值，+1與-1分別表示不同的含義，+1表示在棧的底部進行索引，-1表示在棧的頂部進行索引?！皸！本褪且粋€寄存區(qū)域，通過“?！?，Lua與別的語言就能相互進行交互操作，“?！笔撬鼈冞M行相互交互的一個接口，如果沒有棧，它們之間就不能相互溝通操作。

2　事物處理機的整體框架

本文將事物處理機分為Lua業(yè)務(wù)層、Lua腳本框架和Transmid.exe三層。通過對這三層進行明確分割，實現(xiàn)邏輯上的獨立，提高通信效率。事物處理機的整體框架如圖2所示。

圖2　事物處理機的整體框架

2.1Lua業(yè)務(wù)層

Lua業(yè)務(wù)層主要包含三個配置表：xxxcomm. lua、xxxconfig.lua和config.lua，分別完成對Transmid事務(wù)處理機通訊協(xié)議、監(jiān)聽端口、調(diào)度方式、預處理線程數(shù)及營業(yè)部信息的配置。其中，通信協(xié)議的配置中，采用TCP或UDP，在快速接口中，采用TCP通信協(xié)議；監(jiān)聽接口的配置中，主要是指下單客戶端、委托主站、事物處理機、各自使用的端口要協(xié)調(diào)一致，下單客戶端和委托主站使用同一個監(jiān)聽端口，委托主站和事物處理機使用同一個監(jiān)聽端口；調(diào)度方式配置，主要是指按功能分發(fā)，營業(yè)部均衡、強制均衡或默認的方式，選擇不同的券商。

2.2Lua腳本框架

Lua腳本框架主要包含Jmodel封裝而成，JModel 是MVC［8］的重要插件，它是數(shù)據(jù)視圖層，主要負責實現(xiàn)了數(shù)據(jù)按照配置表（xxxConfig.lua）、處理拼裝請求以及從柜臺返回數(shù)據(jù)后回填到對應(yīng)的返回結(jié)構(gòu)中，并且它負責了和底層C++框架的交互。

2.3Lua狀態(tài)層

Lua狀態(tài)層主要包含C/C++框架、線程池及xxxlink.dll動態(tài)鏈接庫。其中，C/C++框架主要用來對Transmid事物處理機中與委托主站通信和數(shù)據(jù)儲存，并且在數(shù)據(jù)存儲方面，采用了Oracle數(shù)據(jù)庫［9］。線程池主要針對Transmid事物處理機中有大量請求并發(fā)訪問時，減少服務(wù)器創(chuàng)建和銷毀對象的開銷，重復利用資源。xxxlink.dll動態(tài)鏈接庫為主程序提供方法，進程可以調(diào)用不屬于其可執(zhí)行代碼的函數(shù)，并可以很容易地將更新應(yīng)用于各個模塊，而不會影響該程序的其它部分。

3　設(shè)計與實現(xiàn)

3.1Transmid設(shè)計

Transmid事務(wù)處理機主要實現(xiàn)不同券商與用戶終端的接口，主要的功能需求如圖3所示。

圖3　事務(wù)處理機用例圖

從圖3可以看出Transmid事務(wù)處理機主要分為請求處理、應(yīng)答處理、線程處理、客戶端、服務(wù)器、日志處理、異常處理、管理功能和其他配置等，其中請求處理是主要處理客戶下單發(fā)來的請求，應(yīng)答處理主要做的是當有請求時，柜臺要做出相應(yīng)的處理，線程處理主要實現(xiàn)多線程處理，這樣可以很有效地提高工作效率，處理好并發(fā)和同步操作，日志處理以及異常處理都是用于處理方便BUG的修改。

3.2Transmid交易框架

Transmid事物處理機在整個券商的交易系統(tǒng)中處于一個核心地位，它控制了整個交易系統(tǒng)，來鏈接下單終端和券商之間的操作，方面了操作提高了系統(tǒng)的運行速度，在一定程度上方便了系統(tǒng)的操作［10］，在券商與終端的的框架圖如圖4所示。

圖4　交易系統(tǒng)框架圖

交易系統(tǒng)框架主要包含下單終端、委托主站、Transmid事物處理機和券商。其中，下單客戶端主要是為用戶提供委托下單用的程序，用戶通常利用電腦軟件、手機APP進行炒股，所用的客戶端工具，即為下單客戶端，用戶利用自己的客戶號或資金賬號等，進行登錄后，可以實現(xiàn)股票的功能，如委托、查詢功能等；基金的功能，如申購認購等。委托主站主要負責所有交易類的請求的接入（當然，委托網(wǎng)關(guān)也會接入交易類請求，但是最終還是發(fā)送到委托主站上）。委托主站會處理部分的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如在用戶查詢股票持倉的時候，委托主站會處理對應(yīng)每支股票的盈虧。委托主站甚至能更新下單客戶端，或者是根據(jù)客戶端的版本，強制更新客戶端的配置等等功能。委托主站可以接入下單客戶端連接到Transmid事務(wù)處理機。

交易的處理過程主要分為兩階段，第一階段為準備階段，Transmid事務(wù)處理機讀取數(shù)據(jù)包頭；第二階段為執(zhí)行階段，當事務(wù)處理機收到數(shù)據(jù)包之后，讀取數(shù)據(jù)包頭，事務(wù)處理機根據(jù)結(jié)果的交易信息內(nèi)容判斷交易是否成功，將返回的信息返回給客戶。下面為數(shù)據(jù)的直接交易，下單終端將信息發(fā)送給服務(wù)器，將結(jié)果返回給事務(wù)處理機，然后將正確結(jié)果返回給客戶。

3.3Transmid系統(tǒng)應(yīng)用實例

Transmid事務(wù)處理機具有較好的實用性，可以進行各種交易的事物處理功能，可以對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進行插入、修改、查詢、刪除操作，同時可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，而且可以建立高速的傳輸通道，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。本文主要對Transmid系統(tǒng)的取消證券交易處理過程測試，如圖5所示。

圖5　取消證券交易處理過程

本文主要介紹Transmid事務(wù)處理機在取消證券交易過程中的處理過程，其中SendData表示將交易數(shù)據(jù)發(fā)送到某一固定長鏈接上；RecvData表示從某一固定長鏈接上接收交易數(shù)據(jù)；GetResult表示對交易結(jié)果進行判斷，將證券交易結(jié)果返回客戶，由此提高了分布式交易處理的效率，順利完成退票交易。

4　結(jié)論

本文提出了基于交易中間件的Transmid事務(wù)處機模型，該模型采用了多線程技術(shù)和事務(wù)處理技術(shù)，作為券商與用戶的接口，方便了用戶證券的交易。通過測試，該模型層次清晰、易于實現(xiàn)、并發(fā)性能高，方便了用戶證券的交易。但在集群處理能力和分布式處理能力上還有一定的提升空間。

［1］ 李志彤，呂國英.交易中間件的基本實現(xiàn)原理［J］.計算機工程，2003，29（6）：32-33.

［2］ 尹東杰.基于交易中間件CICS的失業(yè)保險信息系統(tǒng)設(shè)計［D］.上海：復旦大學，2011.

［3］ 呂光.基于交易中間件的航班特殊服務(wù)請求控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.北京：北京大學，2011.

［4］ 沈滌.基于交易中間件的住房公積金管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計［D］.上海：復旦大學，2008.

［5］ 楊開杰，劉秋菊，徐汀榮.線程池的多線程并發(fā)控制技術(shù)研究［J］.計算機應(yīng)用與軟件，2010，27（1）：168-170.

［6］ 李小群，趙慧斌，孫玉芳.進程間通信機制的分析與比較［J］.計算機科學，2002，29（11）：16-21.

［7］ 鄧正陽，陳和平，蘇鵬.動態(tài)腳本語言Lua與C++交互方法的研究與實現(xiàn)［J］.計算機應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用，2010，19 （5）：198-200.

［8］ 胡前進，蔡永州，吳敏.基于MVC模式的Joomla！框架在Web系統(tǒng)組件擴展開發(fā)中的應(yīng)用研究［J］.現(xiàn)代教育技術(shù)，2009，19（6）：97-100.

［9］ 姚燕，高峰，郭萍.Oracle數(shù)據(jù)庫鏈接技術(shù)及其應(yīng)用［J］.氣象科技，2006，34：19-21.

［10］ 郭志強.面向?qū)ο蟮姆植际街虚g件技術(shù)的研究與實現(xiàn)［D］.重慶：重慶大學，2005.

The Design and Implementation of Transaction Middleware Processor System Based on Broker

ZHAO Wei1，ZHAO Jun2
（1.Jilin Police College，Changchun 130117；2.Changchun Normal University，Changchun 130022）

In this paper，a transaction middleware processor system based on broker is designed to aim at the interfaces of different brokers which face with a unified data format requested and it might not read what the users’data is requested.The transaction middleware processor uses the thread poo，inter process communication，Lua function and C/ C++interface interaction technology.The test shows that the middleware processor model has a clear model level，easy-to-implement and high concurrency.

a transaction middleware processor system；broker；high concurrency；Lua function

TP368.2

A

1672-9870（2015）06-0168-04

2015-11-04

趙維（1983-），女，碩士，助教，E-mail：541241178@qq.com