基于劵商的Transmid事務(wù)處理機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

趙維，趙雋

（1.吉林警察學(xué)院，長(zhǎng)春　130117；2.長(zhǎng)春師范大學(xué)，長(zhǎng)春　130022）

基于劵商的Transmid事務(wù)處理機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

趙維1，趙雋2

（1.吉林警察學(xué)院，長(zhǎng)春130117；2.長(zhǎng)春師范大學(xué)，長(zhǎng)春130022）

針對(duì)不同的券商接口，當(dāng)面對(duì)統(tǒng)一請(qǐng)求的數(shù)據(jù)格式時(shí)，不同的券商就很可能無(wú)法“讀懂”用戶到底在請(qǐng)求什么數(shù)據(jù)，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于券商的Transmid事務(wù)處機(jī)系統(tǒng)。Transmid事務(wù)處理機(jī)系統(tǒng)采用了線程池、進(jìn)程間通信和Lua函數(shù)與C/C++接口交互技術(shù)，通過(guò)測(cè)試，該模型層次清晰、易于實(shí)現(xiàn)、并發(fā)性能高。

Transmid事務(wù)處理機(jī)；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?cè)絹?lái)越需要把來(lái)自不同企業(yè)的開發(fā)的軟件集成起來(lái)，來(lái)獲得更大的信息資源共享。中間件作為連接不同平臺(tái)與終端用戶之間的軟件應(yīng)用而生。它具有標(biāo)準(zhǔn)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(guó)近年來(lái)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(xiǎn)也上的設(shè)計(jì)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(shí)際上中間件已經(jīng)應(yīng)用了我們生活中的各個(gè)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(jī)，它針對(duì)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(lái)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(gè)線程池的管理機(jī)制，它管理線程的休眠和喚醒。一般為，每次外界程序都會(huì)通過(guò)一定的方式一次喚醒一個(gè)線程，同時(shí)休眠相應(yīng)的一個(gè)線程，然后運(yùn)行這個(gè)喚醒的線程，這種喚醒與休眠不是隨機(jī)運(yùn)行的，它是通過(guò)一定的算法結(jié)構(gòu)進(jìn)行的，比如線性隊(duì)列，優(yōu)先級(jí)排序，最大權(quán)值法等等。同時(shí)，線程是一個(gè)正在或?qū)⒁獔?zhí)行的程序代碼，所以它必然有一個(gè)接口，該接口實(shí)現(xiàn)線程想要的功能，比如訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)圖形界面等，因此，線程池需要一個(gè)緩沖區(qū)，在這個(gè)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(jìn)程間的通信技術(shù)

進(jìn)程間通信［6］（IPC，Inter-Process Communication）是進(jìn)程或線程間傳送數(shù)據(jù)或信號(hào)的一些技術(shù)或方法。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分配資源的最小單位是進(jìn)程（嚴(yán)格說(shuō)來(lái)是線程）。進(jìn)程間通信方法包括消息隊(duì)列、共享內(nèi)存和信號(hào)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(jìn)程所訪問(wèn)，這段共享內(nèi)存被一個(gè)進(jìn)程所創(chuàng)建，但多個(gè)進(jìn)程都可以訪問(wèn)到這段內(nèi)存。進(jìn)程會(huì)把這個(gè)地址映射到一個(gè)虛擬地址。

共享內(nèi)存是最快的進(jìn)程間通信方式，它是為了解決其他進(jìn)程間通信方式運(yùn)行效率低的問(wèn)題，從而專門設(shè)計(jì)的。它往往與其他通信機(jī)制，如信號(hào)量，配合使用，來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的同步和通信。

消息隊(duì)列，是獨(dú)立于生成它的進(jìn)程的內(nèi)存中的一段存儲(chǔ)區(qū)。一旦一個(gè)消息隊(duì)列被創(chuàng)建，它總是可以被某個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)，只要這個(gè)進(jìn)程具有正確的訪問(wèn)權(quán)限。消息隊(duì)列中的每一條消息，都要被進(jìn)行分類，我們可以通過(guò)編號(hào)，來(lái)進(jìn)行這樣的分類。消息隊(duì)列里面有一個(gè)標(biāo)志形式，用來(lái)表示正在被哪些進(jìn)程共享與占用，進(jìn)程可以通過(guò)消息隊(duì)列進(jìn)行互相交互，從而達(dá)到通信的目的，這是消息隊(duì)列的重要作用。

信號(hào)量（Semaphore），也被稱為信號(hào)燈，是在多線程環(huán)境下使用的一種變量，是可以用來(lái)保證兩個(gè)或多個(gè)關(guān)鍵代碼段不被同時(shí)調(diào)用。信號(hào)量通常是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，所有通過(guò)它的線程/進(jìn)程，都會(huì)將該整數(shù)減1（通過(guò)它當(dāng)然是為了使用資源），當(dāng)該整數(shù)值為零時(shí)，所有試圖通過(guò)它的線程/進(jìn)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(yǔ)言實(shí)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(wèn)C++的接口，第二部分是C++接口訪問(wèn)Lua函數(shù)。Lua程序被嵌入到C++程序中，目的是為了起到一個(gè)橋梁的作用。整個(gè)程序的功能由C++提供，而Lua程序只負(fù)責(zé)調(diào)用這些功能，并結(jié)合自身的優(yōu)點(diǎn)，來(lái)對(duì)它們進(jìn)行快速重組，以此，來(lái)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(cè)到Lua狀態(tài)機(jī)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(guò)“?！蓖瓿蓴?shù)據(jù)互相訪問(wèn)的。在數(shù)據(jù)交互過(guò)程中，第一步是先將數(shù)據(jù)壓入到“?！崩铮蟆皸！睍?huì)返回一個(gè)索引值，通過(guò)這個(gè)索引值，我們能夠進(jìn)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(jìn)行索引，-1表示在棧的頂部進(jìn)行索引。“?！本褪且粋€(gè)寄存區(qū)域，通過(guò)“?！?，Lua與別的語(yǔ)言就能相互進(jìn)行交互操作，“棧”是它們進(jìn)行相互交互的一個(gè)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(jī)的整體框架

本文將事物處理機(jī)分為L(zhǎng)ua業(yè)務(wù)層、Lua腳本框架和Transmid.exe三層。通過(guò)對(duì)這三層進(jìn)行明確分割，實(shí)現(xiàn)邏輯上的獨(dú)立，提高通信效率。事物處理機(jī)的整體框架如圖2所示。

圖2　事物處理機(jī)的整體框架

2.1Lua業(yè)務(wù)層

Lua業(yè)務(wù)層主要包含三個(gè)配置表：xxxcomm. lua、xxxconfig.lua和config.lua，分別完成對(duì)Transmid事務(wù)處理機(jī)通訊協(xié)議、監(jiān)聽端口、調(diào)度方式、預(yù)處理線程數(shù)及營(yíng)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(jī)、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(gè)監(jiān)聽端口，委托主站和事物處理機(jī)使用同一個(gè)監(jiān)聽端口；調(diào)度方式配置，主要是指按功能分發(fā)，營(yíng)業(yè)部均衡、強(qiáng)制均衡或默認(rèn)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(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)按照配置表（xxxConfig.lua）、處理拼裝請(qǐng)求以及從柜臺(tái)返回?cái)?shù)據(jù)后回填到對(duì)應(yīng)的返回結(jié)構(gòu)中，并且它負(fù)責(zé)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(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)。其中，C/C++框架主要用來(lái)對(duì)Transmid事物處理機(jī)中與委托主站通信和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，并且在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，采用了Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)［9］。線程池主要針對(duì)Transmid事物處理機(jī)中有大量請(qǐng)求并發(fā)訪問(wèn)時(shí)，減少服務(wù)器創(chuàng)建和銷毀對(duì)象的開銷，重復(fù)利用資源。xxxlink.dll動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)為主程序提供方法，進(jìn)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(gè)模塊，而不會(huì)影響該程序的其它部分。

3　設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1Transmid設(shè)計(jì)

Transmid事務(wù)處理機(jī)主要實(shí)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(jī)用例圖

從圖3可以看出Transmid事務(wù)處理機(jī)主要分為請(qǐng)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(qǐng)求處理是主要處理客戶下單發(fā)來(lái)的請(qǐng)求，應(yīng)答處理主要做的是當(dāng)有請(qǐng)求時(shí)，柜臺(tái)要做出相應(yīng)的處理，線程處理主要實(shí)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(jī)在整個(gè)券商的交易系統(tǒng)中處于一個(gè)核心地位，它控制了整個(gè)交易系統(tǒng)，來(lái)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(yùn)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(jī)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(jī)APP進(jìn)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(hào)或資金賬號(hào)等，進(jìn)行登錄后，可以實(shí)現(xiàn)股票的功能，如委托、查詢功能等；基金的功能，如申購(gòu)認(rèn)購(gòu)等。委托主站主要負(fù)責(zé)所有交易類的請(qǐng)求的接入（當(dāng)然，委托網(wǎng)關(guān)也會(huì)接入交易類請(qǐng)求，但是最終還是發(fā)送到委托主站上）。委托主站會(huì)處理部分的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，比如在用戶查詢股票持倉(cāng)的時(shí)候，委托主站會(huì)處理對(duì)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(qiáng)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(jī)。

交易的處理過(guò)程主要分為兩階段，第一階段為準(zhǔn)備階段，Transmid事務(wù)處理機(jī)讀取數(shù)據(jù)包頭；第二階段為執(zhí)行階段，當(dāng)事務(wù)處理機(jī)收到數(shù)據(jù)包之后，讀取數(shù)據(jù)包頭，事務(wù)處理機(jī)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(jī)，然后將正確結(jié)果返回給客戶。

3.3Transmid系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例

Transmid事務(wù)處理機(jī)具有較好的實(shí)用性，可以進(jìn)行各種交易的事物處理功能，可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行插入、修改、查詢、刪除操作，同時(shí)可以實(shí)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(duì)Transmid系統(tǒng)的取消證券交易處理過(guò)程測(cè)試，如圖5所示。

圖5　取消證券交易處理過(guò)程

本文主要介紹Transmid事務(wù)處理機(jī)在取消證券交易過(guò)程中的處理過(guò)程，其中SendData表示將交易數(shù)據(jù)發(fā)送到某一固定長(zhǎng)鏈接上；RecvData表示從某一固定長(zhǎng)鏈接上接收交易數(shù)據(jù)；GetResult表示對(duì)交易結(jié)果進(jìn)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(jī)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(guò)測(cè)試，該模型層次清晰、易于實(shí)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(guó)英.交易中間件的基本實(shí)現(xiàn)原理［J］.計(jì)算機(jī)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(xiǎn)信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，2011.

［3］ 呂光.基于交易中間件的航班特殊服務(wù)請(qǐng)求控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.北京：北京大學(xué)，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(jì)［D］.上海：復(fù)旦大學(xué)，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(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2010，27（1）：168-170.

［6］ 李小群，趙慧斌，孫玉芳.進(jìn)程間通信機(jī)制的分析與比較［J］.計(jì)算機(jī)科學(xué)，2002，29（11）：16-21.

［7］ 鄧正陽(yáng)，陳和平，蘇鵬.動(dòng)態(tài)腳本語(yǔ)言Lua與C++交互方法的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.計(jì)算機(jī)應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)用，2010，19 （5）：198-200.

［8］ 胡前進(jìn)，蔡永州，吳敏.基于MVC模式的Joomla！框架在Web系統(tǒng)組件擴(kuò)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(kù)鏈接技術(shù)及其應(yīng)用［J］.氣象科技，2006，34：19-21.

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