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需求说明:

下位机是plc,西门子1200

下位机只能做服务器端,监听一个端口,不能主动给客户端发送消息(原计划是上位机也是监听一个端口,供下位机来访问,上传数据,结果现实很骨感)

上位机(pc)充当客户端,可以主动连接下位机交换信息

具体需求:

1,上位机给下位机下达工作数据

(比如下位机是生产纸张,上位机需要发给下位机纸张的尺寸,数量等数据)

2,下位机会在某个特定的时间“发送”数据,供上位机“接收”

(注意 “发送” 是加上引号的,因为服务器(下位机)是不能主动给客户端(上位机,pc)发送数据的,这是此文需要解决的问题)

需求1毫无难度,直接在用户在上位机点击下单,上位机即可创建一个socket将相关数据下传即可

重点来看看需求2;

可以想象为服务器与客户端(浏览器)

不妨以秒杀为例,

客户端(浏览器)提交秒杀请求(相当于这里的上位机给下位机下单),由于秒杀并发很大,不能实时返回数据(一般是异步下单,这里不深究)

客户端如果需要知道秒杀的结果,会在浏览器(客户端)通过轮询查询订单状态(如果有,则表示下单成功)

在需求2中,“客户端” 就指的是上位机创建的“socket”,socket是唯一和下位机沟通的途径,而且下位机不能创建socket,主动发数据给上位机,那么上位机创建得到socket,能否让他成为一个永久的客户端,上位机定时的取这个socket里的数据呢??

答案是肯定的:

思路:

将socket封装成一个单例,需求1和需求2中的客户端(上位机的socket) 使用同一个socket

问题又来了:

问题1:

如果上位机正在给下位机下传工作信息,下位机恰好也在此时完成了一些工作,将工作状态通过socket(由上位机创建的)发送数据,那么会有可能出现冲突,有点乱套

解决:

尝试加锁,让这个socket同一时间只能用在 过程1 ( 上位机给下位机下传工作数据) 或者 过程2(上位机周期读取socket中的数据(也就是下位机返回的工作完成情况这些数据)),

通过加锁:让这一个socket在某一个时刻,只能用于过程1或者过程2

问题2:

如果socket挂掉了?该如何获取与下位机的交互数据的“要道” 呢??

解决:

封装后的socket单例类,在使用socket读、写时,加上try catch 捕捉 SocketException,出现此异常,socket连接就是断开了,重新是用封装好的单例类的getInstance方法获取 socket对象,重建连接

此单例实现代码如下:

其中需要注意的是:

1,Semphore这一锁(信号量),参数指定此锁允许最多同时被多少个线程使用某一个资源(或者是资源的个数)

2,isDead 标记,用来标记当前单例对象是否断开(socket),如果是断开的,在getInstance是对其做了判断

如果没有单例对象,或者单例对象标记为“死亡”,那么就创建新的单例对象

第2点保证了,同一时刻,只能有一个线程使用socket

第2点保证了,socket的持久通信,及时下位机重启或者其他原因导致socket连接中断,也能重新创建连接

下位机

下位机

使用:

下位机状态“返回“”为例”

1 先获取锁(获取资源)

2 业务操作

3 再释放锁(释放资源)

下位机

定时任务改进说明:

最初是在定时器里面没有使用单例,每个周期到了,将new Socket(),发现随着执行的任务次数增加,会出现问题

内存资源的问题:

比如我创建2000个socket:

创建之前:

下位机

创建之后:变化感觉不大,但是idea电脑卡死将近5秒

下位机

定时任务是会一直执行的,如果是4000次又会是怎样的呢?

当创建完1563个的时候已经抛异常了,有一瞬间cpu使用率100%

改下代码,创建socket使用完就将其close,测试结果竟然让调试助手还是无响应了。

下位机

上面的测试过程是为了说明创建socket是需要耗费资源,那么就得减少socket的创建,完成任务就好。

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