基于劵商的Transmid事务处理机的设计与实现

赵维，赵隽

（1.吉林警察学院，长春　130117；2.长春师范大学，长春　130022）

基于劵商的Transmid事务处理机的设计与实现

赵维1，赵隽2

（1.吉林警察学院，长春130117；2.长春师范大学，长春130022）

针对不同的券商接口，当面对统一请求的数据格式时，不同的券商就很可能无法“读懂”用户到底在请求什么数据，本文设计了一个基于券商的Transmid事务处机系统。Transmid事务处理机系统采用了线程池、进程间通信和Lua函数与C/C++接口交互技术，通过测试，该模型层次清晰、易于实现、并发性能高。

Transmid事务处理机；券商；并发性；Lua函数

随着互联网技术的飞速发展，人们越来越需要把来自不同企业的开发的软件集成起来，来获得更大的信息资源共享。中间件作为连接不同平台与终端用户之间的软件应用而生。它具有标准协议和接口的通用软件，为用户提供了良好的可靠性、可用性、灵活性［1］，图1所示为中间件模型。

图1　中间件模型

中国近年来也先后有很多关于中间件的研究，如尹东杰研究了中间件在保险也上的设计应用［2］，吕光研究了中间件在航空上的应用［3］，沈涤研究了中间件在住房公积金上的应用［4］，还有很多这样类型的研究，实际上中间件已经应用了我们生活中的各个方面。

本文主要提出一种基于券商的中间件Transmid事务处理机，它针对不同的券商，提供一种接口，方便用户和券商之间的联系。

1　相关技术

1.1线程池

线程池是用来存放线程的地方［5］，由于它的容量有限，众多线程之间的调用需要一个线程池的管理机制，它管理线程的休眠和唤醒。一般为，每次外界程序都会通过一定的方式一次唤醒一个线程，同时休眠相应的一个线程，然后运行这个唤醒的线程，这种唤醒与休眠不是随机运行的，它是通过一定的算法结构进行的，比如线性队列，优先级排序，最大权值法等等。同时，线程是一个正在或将要执行的程序代码，所以它必然有一个接口，该接口实现线程想要的功能，比如访问数据库，实现图形界面等，因此，线程池需要一个缓冲区，在这个区间里，可以存放着比较活跃的线程。线程池所占的空间内存很小，但是却能起到很大的作用。

1.2进程间的通信技术

进程间通信［6］（IPC，Inter-Process Communication）是进程或线程间传送数据或信号的一些技术或方法。计算机系统分配资源的最小单位是进程（严格说来是线程）。进程间通信方法包括消息队列、共享内存和信号量等。

共享内存，就是映射一段内存，这段内存能被其他进程所访问，这段共享内存被一个进程所创建，但多个进程都可以访问到这段内存。进程会把这个地址映射到一个虚拟地址。

共享内存是最快的进程间通信方式，它是为了解决其他进程间通信方式运行效率低的问题，从而专门设计的。它往往与其他通信机制，如信号量，配合使用，来实现进程间的同步和通信。

消息队列，是独立于生成它的进程的内存中的一段存储区。一旦一个消息队列被创建，它总是可以被某个进程访问，只要这个进程具有正确的访问权限。消息队列中的每一条消息，都要被进行分类，我们可以通过编号，来进行这样的分类。消息队列里面有一个标志形式，用来表示正在被哪些进程共享与占用，进程可以通过消息队列进行互相交互，从而达到通信的目的，这是消息队列的重要作用。

信号量（Semaphore），也被称为信号灯，是在多线程环境下使用的一种变量，是可以用来保证两个或多个关键代码段不被同时调用。信号量通常是一个非负整数，所有通过它的线程/进程，都会将该整数减1（通过它当然是为了使用资源），当该整数值为零时，所有试图通过它的线程/进程，都将处于等待状态。

1.3Lua函数与C/C++接口交互技术

Lua函数是由Lua脚本语言实现［7］。Lua函数与C++脚本的交互分为两部分，第一部分是Lua函数访问C++的接口，第二部分是C++接口访问Lua函数。Lua程序被嵌入到C++程序中，目的是为了起到一个桥梁的作用。整个程序的功能由C++提供，而Lua程序只负责调用这些功能，并结合自身的优点，来对它们进行快速重组，以此，来控制各函数及模块之间的逻辑关系。Lua函数所调用的C函数的函数原型，在C程序中需要将这种函数类型的函数，注册到Lua状态机中，此后，Lua才能调用到C的函数。

Lua函数与C++或者C是通过“栈”完成数据互相访问的。在数据交互过程中，第一步是先将数据压入到“栈”里，之后“栈”会返回一个索引值，通过这个索引值，我们能够进行定位，索引值以1或-1为起始值，+1与-1分别表示不同的含义，+1表示在栈的底部进行索引，-1表示在栈的顶部进行索引。“栈”就是一个寄存区域，通过“栈”，Lua与别的语言就能相互进行交互操作，“栈”是它们进行相互交互的一个接口，如果没有栈，它们之间就不能相互沟通操作。

2　事物处理机的整体框架

本文将事物处理机分为Lua业务层、Lua脚本框架和Transmid.exe三层。通过对这三层进行明确分割，实现逻辑上的独立，提高通信效率。事物处理机的整体框架如图2所示。

图2　事物处理机的整体框架

2.1Lua业务层

Lua业务层主要包含三个配置表：xxxcomm. lua、xxxconfig.lua和config.lua，分别完成对Transmid事务处理机通讯协议、监听端口、调度方式、预处理线程数及营业部信息的配置。其中，通信协议的配置中，采用TCP或UDP，在快速接口中，采用TCP通信协议；监听接口的配置中，主要是指下单客户端、委托主站、事物处理机、各自使用的端口要协调一致，下单客户端和委托主站使用同一个监听端口，委托主站和事物处理机使用同一个监听端口；调度方式配置，主要是指按功能分发，营业部均衡、强制均衡或默认的方式，选择不同的券商。

2.2Lua脚本框架

Lua脚本框架主要包含Jmodel封装而成，JModel 是MVC［8］的重要插件，它是数据视图层，主要负责实现了数据按照配置表（xxxConfig.lua）、处理拼装请求以及从柜台返回数据后回填到对应的返回结构中，并且它负责了和底层C++框架的交互。

2.3Lua状态层

Lua状态层主要包含C/C++框架、线程池及xxxlink.dll动态链接库。其中，C/C++框架主要用来对Transmid事物处理机中与委托主站通信和数据储存，并且在数据存储方面，采用了Oracle数据库［9］。线程池主要针对Transmid事物处理机中有大量请求并发访问时，减少服务器创建和销毁对象的开销，重复利用资源。xxxlink.dll动态链接库为主程序提供方法，进程可以调用不属于其可执行代码的函数，并可以很容易地将更新应用于各个模块，而不会影响该程序的其它部分。

3　设计与实现

3.1Transmid设计

Transmid事务处理机主要实现不同券商与用户终端的接口，主要的功能需求如图3所示。

图3　事务处理机用例图

从图3可以看出Transmid事务处理机主要分为请求处理、应答处理、线程处理、客户端、服务器、日志处理、异常处理、管理功能和其他配置等，其中请求处理是主要处理客户下单发来的请求，应答处理主要做的是当有请求时，柜台要做出相应的处理，线程处理主要实现多线程处理，这样可以很有效地提高工作效率，处理好并发和同步操作，日志处理以及异常处理都是用于处理方便BUG的修改。

3.2Transmid交易框架

Transmid事物处理机在整个券商的交易系统中处于一个核心地位，它控制了整个交易系统，来链接下单终端和券商之间的操作，方面了操作提高了系统的运行速度，在一定程度上方便了系统的操作［10］，在券商与终端的的框架图如图4所示。

图4　交易系统框架图

交易系统框架主要包含下单终端、委托主站、Transmid事物处理机和券商。其中，下单客户端主要是为用户提供委托下单用的程序，用户通常利用电脑软件、手机APP进行炒股，所用的客户端工具，即为下单客户端，用户利用自己的客户号或资金账号等，进行登录后，可以实现股票的功能，如委托、查询功能等；基金的功能，如申购认购等。委托主站主要负责所有交易类的请求的接入（当然，委托网关也会接入交易类请求，但是最终还是发送到委托主站上）。委托主站会处理部分的业务数据，比如在用户查询股票持仓的时候，委托主站会处理对应每支股票的盈亏。委托主站甚至能更新下单客户端，或者是根据客户端的版本，强制更新客户端的配置等等功能。委托主站可以接入下单客户端连接到Transmid事务处理机。

交易的处理过程主要分为两阶段，第一阶段为准备阶段，Transmid事务处理机读取数据包头；第二阶段为执行阶段，当事务处理机收到数据包之后，读取数据包头，事务处理机根据结果的交易信息内容判断交易是否成功，将返回的信息返回给客户。下面为数据的直接交易，下单终端将信息发送给服务器，将结果返回给事务处理机，然后将正确结果返回给客户。

3.3Transmid系统应用实例

Transmid事务处理机具有较好的实用性，可以进行各种交易的事物处理功能，可以对数据库的数据进行插入、修改、查询、删除操作，同时可以实现数据的接收和发送，而且可以建立高速的传输通道，保证数据的完整性和一致性。本文主要对Transmid系统的取消证券交易处理过程测试，如图5所示。

图5　取消证券交易处理过程

本文主要介绍Transmid事务处理机在取消证券交易过程中的处理过程，其中SendData表示将交易数据发送到某一固定长链接上；RecvData表示从某一固定长链接上接收交易数据；GetResult表示对交易结果进行判断，将证券交易结果返回客户，由此提高了分布式交易处理的效率，顺利完成退票交易。

4　结论

本文提出了基于交易中间件的Transmid事务处机模型，该模型采用了多线程技术和事务处理技术，作为券商与用户的接口，方便了用户证券的交易。通过测试，该模型层次清晰、易于实现、并发性能高，方便了用户证券的交易。但在集群处理能力和分布式处理能力上还有一定的提升空间。

［1］ 李志彤，吕国英.交易中间件的基本实现原理［J］.计算机工程，2003，29（6）：32-33.

［2］ 尹东杰.基于交易中间件CICS的失业保险信息系统设计［D］.上海：复旦大学，2011.

［3］ 吕光.基于交易中间件的航班特殊服务请求控制系统的设计与实现［D］.北京：北京大学，2011.

［4］ 沈涤.基于交易中间件的住房公积金管理系统的开发与设计［D］.上海：复旦大学，2008.

［5］ 杨开杰，刘秋菊，徐汀荣.线程池的多线程并发控制技术研究［J］.计算机应用与软件，2010，27（1）：168-170.

［6］ 李小群，赵慧斌，孙玉芳.进程间通信机制的分析与比较［J］.计算机科学，2002，29（11）：16-21.

［7］ 邓正阳，陈和平，苏鹏.动态脚本语言Lua与C++交互方法的研究与实现［J］.计算机应系统应用，2010，19 （5）：198-200.

［8］ 胡前进，蔡永州，吴敏.基于MVC模式的Joomla！框架在Web系统组件扩展开发中的应用研究［J］.现代教育技术，2009，19（6）：97-100.

［9］ 姚燕，高峰，郭萍.Oracle数据库链接技术及其应用［J］.气象科技，2006，34：19-21.

［10］ 郭志强.面向对象的分布式中间件技术的研究与实现［D］.重庆：重庆大学，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

赵维（1983-），女，硕士，助教，E-mail：541241178@qq.com