CN112083914B - 实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法及***的技术方案，包括：对象总线的记录，包括对进入的数据执行进入总线、初始化、退出总线网络及记录的处理；对象总线的缓存，以数据和链表对进入的数据进行缓存，缓存包括增加缓存、删除缓存、查找缓存及迁移缓存；对象总线的通信，包括对进入数据中的若干个数据对象进行基础通信、定位、端口通信及迁移处理。本发明的有益效果为：实现软件***的即插即用，任何应用程序，都可以直接集成到***环境中，实现方式简单，节省了人力物力。

Description

实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法及***

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体涉及了一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法及***。

背景技术

网络互联的智能化装备已经全面应用于我们生活的方方面面，但随着应用软件和硬件设备数量的疯狂增长，很多以前不曾或是很少出现软件开发和应用上的设计问题逐渐暴露了出来。为了让网络互联的智能化装备具备协商、协作与自组织能力，适用于网络互联智能化装备的基于对象模型的操作***得到了快速发展。所谓对象模型操作***，是将软件功能与通信端口封装在一起，定义为对象模型，并将传统的IPC作为对象的通信端口(ports)，一个对象除包含优先级、调度方式(是否可抢先等)等属性外，还包括输入端口(input ports)和输出端口(output ports)等端口。对象是调度运行的基本单位，可以在网络上被独立寻址并通过自身带有的端口与其它对象进行网络透明的通信。

当前被广泛应用的传统嵌入式操作***，如ARIC653类操作***、OSEK/VDX类操作***、VxWorks、PikeOS、QNX、uC/OS等，都是以进程和文件为抽象模型，以消息通信、邮箱、信号量、事件等经典IPC机制作为通信机制，按文件方式访问设备。进程没有输入输出语义，不能对功能进行表达与封装，也不支持对功能的直接引用，需要依赖IPC机制与其他进程进行交互。然而IPC机制作为独立于进程的中间实体，既存在不确定性又难以支持透明的网络化访问。以上诸多因素导致进程+IPC的经典操作***抽象模型难以适应细粒度的功能封装、表示与网络透明访问、通信等要求。

此外，在物联网应用中，有一个不得不面对的问题就是交互，不同应用软件之间的交互、硬件设备之间的交互，以逐渐火热的智能家居为例，人们往往希望手机就能够操作一切，各种智能家居之间能够有效互联。这对于传统的软件设计是一个巨大的挑战，复杂的软件***之间的交互依然容易出错，许多的努力以及成本都集中在相同的设计概念和代码组件的重复开发上。然而，硬件结构的多样化，操作***的复杂性和通信平台的差异化，都使得从头开始设计可扩展、易交互、高效率、构件化的软件***变得非常困难。除此之外，在一些情景下，整个***中的成员，由于某种原因，比如信号波动或者某种需求，会频繁地接入、退出***以及变更访问地址，传统的开发模式下开发出的软件***难以应对这种高度动态化的情形。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法及***，实现软件***的即插即用。

本发明的技术方案包括一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，用于对象操作***，其特征在于：对象总线的记录，包括对进入的数据执行进入总线、初始化、退出总线网络及记录的处理；对象总线的缓存，以数据和链表对进入的数据进行缓存，缓存包括增加缓存、删除缓存、查找缓存及迁移缓存；对象总线的通信，包括对进入数据中的若干个数据对象进行基础通信、定位、端口通信及迁移处理，端口通信包括数据端口、事件端口、信号端口以及输出端口对应的通信。

根据所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其中记录包括对象记录、任务记录及总线记录，其中，所述对象记录包括对进入数据的对象、任务及总线进行记录；其中，总线记录包括：当对象总线要进入对象总线网络时，获取网络中的其它对象总线的地址信息，并在设定时间间隔对地址信息进行校验。

根据所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其中初始化包括：将对象总线的进行设定，包括将对象总线的通信模块的封装层/解析层的协议进行加载并记录对象总线自身的IP地址，将对象总线中已经存在的对象通过对象记录的功能记录到对象总线中，再初始相应的信号量。

根据所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其中退出总线网络包括：获取对象总线网络中对象总线的地址信息，向对象总线发送接入包括有地址信息的通知信息，并在设定间隔内进行校验。

根据所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其中退出总线网络包括：关闭自身IP表的更新，并向已有的对象总线发送退出通知，请求它们删除自身的地址信息。

根据所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其中对线总线的缓存包括：增加缓存，根据要删除的内容找到要要删除的缓存地址；另一个是按照数组顺序找到应该释放的缓存地址，将这两个部分内容对调后删除缓存；删除缓存，包括对已有数据通过查找链表进行增加，同时增加被依赖属性的缓存；查找缓存，包括根据关键信息在缓存内部查找有无符合要求的缓存，有则返回缓存信息；迁移缓存，相应的缓存的状态标记为缓存状态，等待迁移，缓存状态的对象为拒绝访问或延迟访问状态。

根据所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其中对象总线的通信包括：基础通信，包括信息的发送和接收；对象定位，包括通过在对象自身缓存处查询、在整个总线上的缓存处查询及通过对象总线网络查询实现定位；端口通信，包括对封装层/解析层的应用设定具体的协议完成通信；迁移处理，包括在迁移前进行发送迁移通知及请求，激活缓存对象并获取缓存信息，执行迁移。

本发明的技术方案还包括一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的***，其特征在于：对象总线记录模块，用于对进入的数据执行进入总线、初始化、退出总线网络及记录的处理；对象总线缓存模块，用于以数据和链表对进入的数据进行缓存，缓存包括增加缓存、删除缓存、查找缓存及迁移缓存；对象总线通信模块，用于对进入数据中的若干个数据对象进行基础通信、定位、端口通信及迁移处理，端口通信包括数据端口、事件端口、信号端口以及输出端口对应的通信。

本发明的有益效果为：实现软件***的即插即用，只要遵循“总线”接口标准，任何应用程序，都可以直接集成到***环境中，实现方式简单，节省了人力物力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1所示为根据本发明实施方式的***框图；

图2所示为根据本发明实施方式的分层的功能示意图。

图3a，3b，3c，3d，3e，3f所示为根据本发明实施方式的记录实现方式流程图。

图4所示为根据本发明实施方式的对象总线初始化实现方式流程图。

图5所示为根据本发明实施方式的进入对象总线网络实现方式流程图。

图6所示为根据本发明实施方式的退出对象总线网络实现方式流程图。

图7a，7b，7c所示为根据本发明实施方式的删除缓存的实现方式流程图。

图8a，8b，8c所示为根据本发明实施方式的增加缓存的实现方式流程图。

图9所示为根据本发明实施方式的查找缓存的实现方式流程图。

图10a，10b所示为根据本发明实施方式的迁移缓存实现方式流程图。

图11a，11b所示为根据本发明实施方式的基础通信功能实现方式流程图。

图12所示为根据本发明实施方式的对象定位实现方式流程图。

图13a，13b，13c所示为根据本发明实施方式的端口通信实现示意图。

图14所示为根据本发明实施方式的对象迁移实现方式流程图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

在本发明的描述中，对方法步骤的连续标号是为了方便审查和理解，结合本发明的整体技术方案以及各个步骤之间的逻辑关系，调整步骤之间的实施顺序并不会影响本发明技术方案所达到的技术效果。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参考图1，其包括：记录模块，用于对进入的数据执行进入总线、初始化、退出总线网络及记录的处理；缓存模块，用于以数据和链表对进入的数据进行缓存，缓存包括增加缓存、删除缓存、查找缓存及迁移缓存；通信模块，用于对进入数据中的若干个数据对象进行基础通信、定位、端口通信及迁移处理，端口通信包括数据端口、事件端口、信号端口以及输出端口对应的通信。

图2所示为根据本发明实施方式的恢复异构执行体可信路由表示意图。结合图1的技术方案，参考图2，在这个过程中，异构执行体重新上线后，如何恢复自己的路由表成为一个问题，因为异构执行体之间是不可信的，所以不能直接复制其他执行体的路由表到本机，本发明提出一种思路：新上线的异构执行体，从裁决过的流表中，逆解析出路由表。因为流表是已经进行过拟态裁决，所以它是可信的。

参考，图3a，3b，3c，3d，3e为记录实现方式流程图。

记录功能

对象总线的记录功能主要由对象记录、任务记录和总线记录三块组成。

对象注册(参考图3a)：

void sbus_regist_object(struct object_regist*o)

对象删除(参考图3b)：

void sbus_delete_object(struct object_regist*o)

B：与任务记录有关函数的简化表现形式：

任务的查找与添加(参考图3c，先查找，没有则添加同时发送任务请求，返回任务位置)：

struct task_findIPbyName*searchTask(struct object_regist*o,char name[20])

任务删除(参考图3d)：

void deleteTask(struct task_findIPbyName*t)

与总线记录有关函数的简化表现形式：

总线记录相关的操作都在进入总线网络的过程中实现，主要有两个过程：一个是获取，当对象总线要进入对象总线网络时，需要获取网络中的其它对象总线的地址信息；另一个是校验，在获取了网络中其它对象总线的地址信息后，过了一段时间，再获取一次地址信息进行校验，这样可以避免同时阶段多个对象总线接入对象总线网络时，带来的潜在的问题(互相之间没被通知)。

现在将这两个部分单独抽出来，其函数(原程序不是独立的方法)的简化表现形式：

获取网络中对象总线的信息(参考图3e)：

void getIPTable()

校验获取的网络中对象总线的信息(参考图3f)：

void getIPTable()

图4所示为根据本发明实施方式的对象总线初始化实现方式流程图。

对象总线的初始化包括：

对象总线的初始化是将对象总线的一些信息进行设定，具体包括将对象总线的通信模块的封装层/解析层的协议加载进去、记录对象总线自身的IP地址，然后将对象总线中已经存在的对象通过对象记录的功能记录到对象总线中，再初始相应的信号量。

图5所示为根据本发明实施方式的进入对象总线网络实现方式流程图。

3)进入对象总线网络包括：

进入对象总线网络是要通知对象总线网络中的对象总线，自己要加入进对象总线网络，自此以后该对象总线要参与对象总线网络的所有活动，包括通过对象总线网络发送信息、接收信息等。

因为所有对象总线都是独立的，它们都在本地保存了一份所有对象总线的地址信息，所以，对象总线进入网络所要做工作就是：获取对象总线网络中对象总线的地址信息；向这些对象总线发送接入通知，告知它们自身的地址信息。考虑到同一时间段可能有多个对象总线接入，会引发一些潜在的问题，因此加入了校验的步骤。

图6所示为根据本发明实施方式的退出对象总线网络实现方式流程图。

退出对象总线网络包括：

退出对象总线网络是要通知对象总线网络中的对象总线，自己要退出对象总线网络。自此以后该对象总线要不再参与对象总线网络的所有活动，包括不会通过对象总线网络发送信息，同时也会拒绝接收信息等。

和对象总线进入网络所要做工作类似，退出之前都要进行通知，不同的是会先关闭自身IPTable的更新，以免不必要的麻烦，总体流程是：关闭自身IPTable的更新；向已有的对象总线发送退出通知，请求它们删除自身的地址信息。在一段时间后，进行校验，向先前未通知到的新加入的对象总线发送退出通知，请求它们删除自身的地址信息。

图7a，7b，7c所示为根据本发明实施方式的删除缓存的实现方式流程图。

删除缓存包括：缓存采用的是数组和链表的结构，为了使用方便，统一将空白的缓存空间放在数组末尾，这样使得添加时的获取更加快捷。

因此，删除缓存的方式有两个主要部分，一个是根据要删除的内容找到要要删除的缓存地址；另一个是按照数组顺序找到应该释放的缓存地址，将这两个部分内容对调后删除缓存。

与删除缓存有关的函数的简化表现形式(为了表述简洁，没有描述信号量的相关操作)：

根据内容找到应该释放的缓存(参考图7a)：

struct object_cache*findNodeByContent(struct object_regist*o,structobject_cache c,struct object_cache*deps_head,struct object_cache*refs_head,int*type)

根据空间找到应该释放的缓存(参考图7b)：

struct object_cache*findNodeByOrder(struct object_regist*o,structobject_cache*deps_head,struct object_cache*refs_head)

删除缓存完整过程(参考图7c)：

void deleteCache(struct object_regist*o,struct object_cache c)。

图8a，8b，8c所示为根据本发明实施方式的增加缓存的实现方式流程图。

增加缓存是缓存模块最为基础的功能，但也是最核心的功能，因为它涉及到缓存的更新策略的具体实施。缓存的性能、稳定性以及可用性很大程度上都取决于增加缓存的算法。这些内容在上一章节的对象总线的缓存模块的设计中详细介绍，不再赘述。接下来，将对增加缓存功能的实际实现进行介绍。

与增加缓存有关的函数的简单表现形式(为了表述简洁，没有描述信号量的相关操作)：

增加依赖属性的缓存(参考图8a)：

void addDependCache(struct object_regist*o,struct object_cache c)

增加被依赖属性的缓存(参考图8b)：

void addReferCache(struct object_regist*o,struct object_cache c)

增加缓存(参考图8c)：

void addCache(struct object_regist*o,struct object_cache c,cacheTypetype)

图9所示为根据本发明实施方式的查找缓存的实现方式流程图。查找缓存是缓存模块服务功能的一部分，根据关键信息在缓存内部查找有无符合要求的缓存，有则返回缓存信息。

与查找缓存有关的函数的简单表现形式(为了表述简洁，没有描述信号量的相关操作)：

struct object_cache searchCache(struct object_regist*o,char name[20])

图10a，10b所示为根据本发明实施方式的迁移缓存实现方式流程图。缓存迁移是缓存模块为对象迁移过程提供的服务功能的，目的是提高缓存的可用性，主要是在对象迁移时，将相应的缓存的状态标记为缓存状态，这个状态可以拒绝并延迟访问，并等待更新。接下来，将对缓存迁移相关功能的实际实现进行介绍。

与缓存迁移有关的函数可以简单的实现为以下形式(为了表述简洁，没有描述信号量的相关操作)：

修改指定缓存的迁移状态(参考图10a)：

void migrateCache(struct object_regist*o,struct object_id c)

修改指定缓存的内容(参考图10b)：

void changeCache(struct object_regist*o,struct object_cache c)

图11a，11b所示为根据本发明实施方式的基础通信功能实现方式流程图。

基础通信功能的实现

包括信息的发送(图11a)：

int sendDataLine(SOCKET sclient,struct dataLine dl,void*defaultTarget)

信息的接收(参考图11b)：

void*service_run(void*null)

图12所示为根据本发明实施方式的对象定位实现方式流程图。对象定位(通过对象名获取对象id)是对象总线的核心的功能之一，是关于对象操作的诸多操作的前置条件。具体流程如图12：

对象定位大体上分为三个阶段依次递进：在对象自身缓存处查询、在整个总线上的缓存处查询、通过对象总线网络查询。查询的时间依次增加，任何一步中查询得到结果即可停止。从这一流程中也可以看出，一个好的缓存模块将给定位带来极大的优化。

图13a，13b，13c所示为根据本发明实施方式的端口通信实现示意图。端口的通信一共有四种，数据端口、事件端口、信号端口以及输出端口，其工作的示意图如图13a(端口工作示意图)：

这些端口的通信实现主要是对通信模块中封装层/解析层的应用，通过设定具体的协议内容来保证正确地处理这些发送的信息。由于数据端口、事件端口以及信号端口通信的流程相似度较高，所以接下来，仅以数据端口和输出端口为例进行展示。分别如图13b(数据端口通信活动图)及图13c(输出端口通信活动图)所示。

从图13b及图13c可以看到数据端口通信和输出端口通信的主要流程和活动，可以看到，通信功能中协议的准确地表达和解释是端口通信活动的基础保证。

图14所示为根据本发明实施方式的对象迁移实现方式流程图。

对象迁移是对象总线的一个功能需求，在一些条件下，需要将某个对象进行转移。在这一过程中，如果对象总线不采取任何措施，则与该对象相关的其它对象在下次对该对象进行访问时，缓存都会失效导致目标丢失，需要对该对象重新定位，并且该对象自身之前的缓存也将全部丢弃，那么迁移之后也需要重新定位所需的对象地址。这些行为都会对对象总线网络造成一定的通信压力，对象总线采取迁移通信的操作，对迁移的过程进行一定程度的协调则能够极大地减轻这种损耗，降低对象迁移带来的负面影响，同时提高缓存的利用率。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，用于对象操作***，其特征在于：

对象总线的记录，包括对进入的数据执行进入总线、初始化、退出总线网络及记录的处理；

对象总线的缓存，以数据和链表对进入的数据进行缓存，缓存包括增加缓存、删除缓存、查找缓存及迁移缓存；

对象总线的通信，包括对进入数据中的若干个数据对象进行基础通信、定位、端口通信及迁移处理，端口通信包括数据端口、事件端口、信号端口以及输出端口对应的通信；

所述记录包括对象记录、任务记录及总线记录，其中，所述对象记录包括对进入数据的对象、任务及总线进行记录，其中，总线记录包括：当对象总线要进入对象总线网络时，获取网络中的其它对象总线的地址信息，并在设定时间间隔对地址信息进行校验；

所述对象总线的缓存包括：增加缓存，根据要删除的内容找到要要删除的缓存地址；另一个是按照数组顺序找到应该释放的缓存地址，将这两个部分内容对调后删除缓存；删除缓存，包括对已有数据通过查找链表进行增加，同时增加被依赖属性的缓存；查找缓存，包括根据关键信息在缓存内部查找有无符合要求的缓存，有则返回缓存信息；迁移缓存，相应的缓存的状态标记为缓存状态，等待迁移，缓存状态的对象为拒绝访问或延迟访问状态；

所述对象总线的通信包括：

基础通信，包括信息的发送和接收；对象定位，包括通过在对象自身缓存处查询、在整个总线上的缓存处查询及通过对象总线网络查询实现定位；端口通信，包括对封装层/解析层的应用设定具体的协议完成通信；迁移处理，包括在迁移前进行发送迁移通知及请求，激活缓存对象并获取缓存信息，执行迁移。

2.根据权利要求1所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其特征在于，所述初始化包括：将对象总线的进行设定，包括将对象总线的通信模块的封装层/解析层的协议进行加载并记录对象总线自身的IP地址，将对象总线中已经存在的对象通过对象记录的功能记录到对象总线中，再初始相应的信号量。

3.根据权利要求1所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其特征在于，所述退出总线网络包括：获取对象总线网络中对象总线的地址信息，向对象总线发送接入包括有地址信息的通知信息，并在设定间隔内进行校验。

4.根据权利要求1所述的实现对象模型嵌入式操作***软总线的方法，其特征在于，所述退出总线网络包括：关闭自身IP表的更新，并向已有的对象总线发送退出通知，请求它们删除自身的地址信息。

5.一种实现对象模型嵌入式操作***软总线的***，其特征在于：

对象总线记录模块，用于对进入的数据执行进入总线、初始化、退出总线网络及记录的处理，所述记录包括对象记录、任务记录及总线记录，其中，所述对象记录包括对进入数据的对象、任务及总线进行记录，其中，总线记录包括：当对象总线要进入对象总线网络时，获取网络中的其它对象总线的地址信息，并在设定时间间隔对地址信息进行校验；

对象总线缓存模块，用于以数据和链表对进入的数据进行缓存，缓存包括增加缓存、删除缓存、查找缓存及迁移缓存，所述对象总线的缓存包括：增加缓存，根据要删除的内容找到要要删除的缓存地址；另一个是按照数组顺序找到应该释放的缓存地址，将这两个部分内容对调后删除缓存；删除缓存，包括对已有数据通过查找链表进行增加，同时增加被依赖属性的缓存；查找缓存，包括根据关键信息在缓存内部查找有无符合要求的缓存，有则返回缓存信息；迁移缓存，相应的缓存的状态标记为缓存状态，等待迁移，缓存状态的对象为拒绝访问或延迟访问状态；

对象总线通信模块，用于对进入数据中的若干个数据对象进行基础通信、定位、端口通信及迁移处理，端口通信包括数据端口、事件端口、信号端口以及输出端口对应的通信，所述对象总线的通信包括：基础通信，包括信息的发送和接收；对象定位，包括通过在对象自身缓存处查询、在整个总线上的缓存处查询及通过对象总线网络查询实现定位；端口通信，包括对封装层/解析层的应用设定具体的协议完成通信；迁移处理，包括在迁移前进行发送迁移通知及请求，激活缓存对象并获取缓存信息，执行迁移。