CN101141417A - 设备中任务间消息通信的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设备中任务间消息通信的方法，所述方法包括以下步骤：每个参与通信的任务注册与自身对应的消息收发通道及自身的消息接收类型；各目标任务通过所注册的消息收发通道接收一个或一个以上的源任务发送的消息。采用本发明的计算装置中任务间消息通信的方法，既能实现一个任务向一个任务发送消息，也能实现一个任务向多个任务发送消息，由此能提供任务之间的指定目标消息通信和广播消息通信功能。

Description

设备中任务间消息通信的方法

技术领域

本发明涉及进程间的通信技术，特别是涉及到一种设备中任务间消息通信的方法。

背景技术

一些设备，例如具有运算处理功能的计算装置，包括计算机、智能移动电话、诸如数码相机的数据采集及记录装置、个人商务助理设备等，这些计算装置一般都存在系统，系统通过向计算装置的主控制器发送一系列指令来控制计算装置完成特定功能。其中，所述一系列指令可以看作一系列独立基本执行单元，这些基本执行单元称为一系列进程，系统通常需要调度多个进程，以控制计算装置完成多个任务。

这类设备运行过程中，多个任务之间往往需要相互通信，以实现数据交换和数据共享，这种任务间通信也称为进程间通信(IPC，Inter Process Communica-tion)。现有技术中，任务之间通常采用互相发送消息的方式来实现通信功能。为了实现任务间的消息通信，人们已经提出了一些解决办法，例如计算机系统中，Windows系统下，任务间消息通信的方法包括窗口消息、动态数据交换(DDE，Dynamic Data Exchange)、管道(Pipe)机制、内存映射文件、Winsock技术等；UNIX系统下，任务间消息通信的方法包括共享内存、消息队列和信号量集等，这些任务间消息通信的方法，各自有其特定的通信方式，但是普遍都只能实现一个任务向另一个任务发送信息，而无法提供任务之间的广播消息通信功能，如果出现需要一个任务向多个任务发送消息的情况，需要多次发送消息，处理过程复杂、效率低。另外，现有技术中，如果一个任务向多个任务发送消息，则系统将该消息的内容复制多份，分别存储在不同存储空间，然后向多个目标任务分别发送存储空间的地址，这种通信方式会造成资源的浪费和通信效率的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种设备中任务间消息通信的方法，该方法能够实现一个任务向一个或多个任务的消息发送。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种设备中任务间消息通信的方法，所述方法包括以下步骤：A、每个参与通信的任务注册与自身对应的消息收发通道以及自身的消息接收类型；B、各目标任务通过所注册的消息收发通道接收一个或一个以上的源任务发送的消息。

本发明所述的设备中任务间消息通信的方法步骤A具体包括：A1、每个参与通信的任务向系统注册消息收发通道，并将所述消息收发通道的信息保存至通道注册表；A2、每个参与通信的任务向消息总线注册自身所注册的消息收发通道的消息接收类型，将该消息收发通道的信息与其消息接收类型对应添加至消息总线上的消息路由表。

其中，所述通道注册表和消息路由表由链表实现。

其中，所述消息路由表通过以下方式实现：每种消息接收类型对应的所有消息收发通道存储为目标消息收发通道链表，相应地，每个参与通信的任务注册对应消息收发通道的消息接收类型时，为所述消息接收类型所对应的目标消息收发通道链表添加包含自身消息收发通道信息的节点。

其中，所述任务注册消息收发通道时，系统为该任务分配一个通道标识。

本发明设备中任务间消息通信的方法步骤B进一步包括：消息总线判断源任务所发送的消息中是否指定了目标任务，如果已指定，则直接将包含数据地址的消息结构发送至目标任务的消息收发通道，如果未指定，则查找消息路由表，获取消息接收类型对应的消息收发通道，然后将包含数据地址的消息结构发送到对应的消息收发通道。

本发明设备中任务间消息通信的方法步骤B进一步包括：目标任务进行循环查询，接收自身消息收发通道中收到的包含数据地址的消息结构；然后从所述数据地址中读取数据。

本发明设备中任务间消息通信的方法步骤A中，所述任务注册消息收发通道的信息中包括接收消息的方法；

以及步骤B进一步包括：目标任务的消息收发通道中有新的消息到达后，触发目标任务的接收消息操作，从目标任务的消息收发通道中获取包含数据地址的消息结构；目标任务从所述数据地址中读取数据。

其中，所述消息路由表通过哈希算法将链表分块映射为哈希索引数组，相应地，消息总线在消息路由表查找消息时，先利用哈希算法在哈希索引数组中定位消息所在消息路由表分块，然后在消息路由链表分块中查询消息所在具体位置。

本发明任务间消息通信的方法进一步包括：需要侦听任务的收发消息状况时，将被侦听任务的消息收发通道上所有消息均复制一个副本，将该副本发送至侦听任务的消息收发通道。

本发明设备中任务间消息通信的方法步骤B之后，进一步包括：任务结束时，注销消息收发通道。

本发明提出的计算装置中任务间消息通信的方法，具有以下优点：

(1)采用本发明的设备中任务间消息通信的方法，通过源任务向指定目标任务发送消息，或由消息总线从消息路由表中查找获取相应的消息收发通道来发送消息的方式，既能实现一个任务向一个任务发送消息，也能实现一个任务向多个任务发送消息，由此能提供任务之间的指定目标消息通信和广播消息通信功能；

(2)本发明的设备中任务间消息通信的方法中，各任务之间仅仅传输消息结构，所述消息结构中包含有数据地址，而不需要将所有消息数据复制至其他存储空间，因此能够节约存储空间、提高通信效率。

附图说明

图1为本发明设备中任务间消息通信方法的流程图；

图2为本发明设备中任务间消息通信方法通道注册链表与任务及消息收发通道的对应关系图；

图3为本发明设备中任务间消息通信方法消息路由链表的结构图；

图4为本发明设备中任务间消息通信方法哈希索引数组及消息路由链表的结构图；

图5为本发明设备中任务间消息通信方法发送消息的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细地说明。

本发明的基本思想是：任务注册与其自身相对应的消息收发通道，并注册其自身的消息接收类型，利用消息收发通道与消息接收类型的对应关系实现未指定目标任务消息的路由。如此，既能实现一个任务向一个任务发送消息，也能实现一个任务向多个任务发送消息，由此能提供任务之间的指定目标消息通信功能和广播消息通信功能。

如图1所示，本发明计算装置中任务间消息通信方法包括以下步骤：

步骤101、任务注册与自身对应的消息收发通道及自身的消息接收类型。

本步骤的操作具体包括：所有参与通信的任务向系统注册消息收发通道，将所述消息收发通道的信息保存为通道注册表；然后任务注册自身的消息接收类型。

这里，所述注册操作为：任务向系统发送注册请求，系统为任务返回唯一的消息收发通道ID，且将所有任务注册的消息收发通道的信息存储为通道注册表的形式。其中，所述消息收发通道的信息包括消息收发通道ID、消息收发通道所对应的任务以及该消息收发通道接收消息的方法等。

具体来说：首先，每个任务向系统注册一条消息收发的通道，系统为该通道分配一个唯一的ID来标识这条消息收发通道，同时将该通道的信息保存到通道注册表中。每个任务只能注册一条消息收发通道。

通道注册表可以采用链表的形式来组织，也可以采用其他方式例如数组、队列等方式来组织。该链表的内容与任务及消息收发通道的关系如图2所示，每个任务对应一条消息收发通道，图2中消息TASK1至TASKn分别对应消息收发通道CHANNEL1至CHANNELn，各消息收发通道的信息保存在通道注册表中，所述消息收发通道的信息包括消息收发通道ID、消息收发通道所对应的任务以及该消息收发通道接收消息的方法，其中，所述接收消息的方法可以为回调函数的方式，一旦消息收发通道中有消息抵达，即触发该回调函数，执行接收消息的功能。

然后，所有参与通信任务向消息总线注册其自身的消息接收类型，具体方法为，将该消息收发通道的信息与其消息接收类型对应添加至消息总线上的消息路由表，每种消息接收类型对应的所有消息收发通道存储为目标消息收发通道链表。任务将自身注册的消息收发通道在消息路由表中添加为该消息接收类型对应的消息收发通道，由于每种消息接收类型所对应的消息收发通道可以有多个，且所有消息收发通道存储为目标消息收发通道链表，故任务只需为所述消息接收类型所对应的目标消息收发通道链表添加包含自身消息收发通道信息的节点即可。

所述消息路由表可以采用链表的方式，也可以采用其他方式例如数组、队列等方式来组织。该消息路由链表中每一种类型的消息对应一个节点，系统为每一种消息接收类型分配ID，消息路由链表的结构如图3所示，第一个单元内存储有消息接收类型的ID，例如为MSG_ID1至MSG_IDn，第二个单元留待后续步骤102填充，存储该消息接收类型对应的消息收发通道的信息，每种消息接收类型对应的所有消息收发通道存储为目标消息收发通道链表，故所述消息收发通道的信息为该目标消息收发通道链表的首地址，第三、四单元分别存储该节点前后相邻节点的地址。

对于一些计算装置而言，任务的类型非常多，故消息路由链表可以以一些方便索引的形式组织起来，例如图4所示，消息路由链表可以通过哈希算法将其分块映射为哈希索引数组，其具体实现方法是：根据哈希算法将每个消息接收类型的ID转换为索引值，索引值相同的消息接收类型在消息路由链表中属于同一个消息路由链表分块，哈希索引数组的每一个节点指向对应消息路由链表分块中首个消息的地址。当需要查询某个消息处于消息路由链表中的位置时，先通过哈希算法将其消息所属类型的ID转换为索引值，由此通过该索引值所处哈希索引数组中的位置，将该消息定位至该索引值所对应的消息路由链表分块，然后在该消息路由链表分块中查询该消息接收类型的具体位置，由此能避免遍历整个消息路由链表，节约源任务从消息路由链表中查找消息所属类型的时间。

如图4所示哈希索引数组的第一、二、三个节点中，分别存储有消息路由链表中MSG_ID1、MSG_ID3和MSG_ID5的消息接收类型地址。图4中消息路由链表的每个节点存储有该节点消息接收类型所对应的消息收发通道的信息，该对应的消息收发通道的信息可以以链表的形式组织起来，如图4中MSG_ID1的目标消息收发通道链表中有两个节点，分别存储TASK2和TASKn对应的消息收发通道，表示能够接收ID为MSG_ID1的消息接收类型的消息收发通道所对应的任务分别为TASK2和TASKn。

步骤102、源任务向目标任务的消息收发通道发送消息。

源任务指的是发出消息的任务，而目标任务指的是接收消息的任务。源任务向目标任务发送消息时，消息由源任务对应的源消息收发通道中发到消息总线上，再传输至目标任务对应的消息收发通道，源任务所发出的消息中，包括有其所属消息接收类型的ID。其中，所述目标任务可以是在消息中指定的，此时根据消息收发通道ID直接发送至目标任务的消息收发通道中，完成指定目标的消息传输；也可以是消息中没有指定，而在消息路由链表中查询的，此时实现对消息接收类型的所有消息收发通道的广播消息通信。如图5所示，源任务向目标任务发送消息的操作包括以下步骤：

步骤102a、如果所发出的消息中指定了目标任务，则直接将包括数据地址的消息结构发送至目标任务的消息收发通道，否则执行步骤103b。

这里，源任务只向目标任务的消息收发通道发送消息的结构，所述结构包括数据地址，而不是如现有技术中复制所有内容至另外一个或多个存储空间，可以节约存储空间、提高效率。其中，所述消息的结构为该消息的长度、格式、数据地址等，目标任务可以根据该消息的结构以及消息数据恢复出源任务所发出的消息。

步骤102b、消息总线根据消息接收类型的ID查找消息路由链表，获取消息的所有目标通道，然后将包括数据地址的消息结构发送至所有对应的消息收发通道。

如上所述，源任务将包括数据地址的消息结构发送至对应的消息收发通道，其中消息的结构中含有消息所属类型的ID，消息总线先对该ID值采用哈希算法获取其索引值，根据该索引值处于哈希索引数组中的位置，以及哈希索引数组与消息路由链表分块的映射关系，定位该消息至所述索引值对应的消息路由链表分块中，然后在消息路由链表分块中查询该消息的类型。

由于消息路由链表中存储有消息接收类型及其消息收发通道，例如图4的ID为MSG_ID2的消息接收类型，对应任务TASK2和任务TASKn的消息收发通道，则消息总线将类型对应ID为MSG_ID2的包括数据地址的消息结构发送给TASK2和任务TASKn的消息收发通道。

步骤103、目标任务从其消息收发通道中接收消息。

目标任务接收消息有两种方法，第一种方法为：目标任务循环查询接收消息收发通道中包括数据地址的消息结构，然后从所述数据地址中读取数据对消息进行处理。

第二种方法中，目标任务注册消息收发通道时，所述消息收发通道的信息中包括有接收消息的方法，该接收消息的方法可以以回调函数的形式出现。一旦有消息抵达目标任务的消息收发通道，就会触发该接收消息回调函数，所述接收消息回调函数从消息收发通道中获取包括数据地址的消息结构；然后从所述数据地址中读取数据。

举个例子来说，源任务为TASK1，发出了消息类型ID为MSG_ID1的一条消息，该消息中没有指定目标任务，故TASK1查询消息路由表，先通过哈希算式确定ID为MSG_ID1的消息接收类型处于哈希索引数组节点1所对应的消息路由链表分块中，TASK1从该消息路由链表分块中确定ID为MSG_ID1的消息接收类型所处的具体地址，从该地址存储内容的第二个单元中，获取到ID为MSG_ID1的消息接收类型的目标消息收发通道链表，该链表有两个节点，分别存储有CHANNEL2和CHANNELn的消息收发通道ID，故TASK1向CHANNEL2和CHANNELn发送包括数据地址的消息结构，与CHANNEL2和CHANNELn相对应的TASK2和TASKn通过查询或回调函数的方式，从CHANNEL2和CHANNELn中读取包括数据地址的消息结构，根据读取的数据地址获取消息数据。

步骤104、任务结束时，注销消息收发通道。

当计算装置的某一任务结束时，其向系统注销通道注册表中的消息收发通道，以及消息总线从消息路由链表的该消息接收类型的目标消息收发通道链表中去除该任务消息收发通道所对应的节点。

在一些具体应用场合中，例如对计算装置进行调试开发过程中，需要侦听某个消息收发通道上所有消息，以查看其对应的任务的工作状态。此时侦听任务也会注册一个消息收发通道，而被侦听任务将其消息收发通道上的所有发送或接收消息复制一个副本，将副本信息发送至侦听任务对应的消息收发通道，发送的副本信息同样是包括数据地址的消息结构，发送与接收该副本信息的步骤同上述步骤102和103。

需要注意的是，对于一个任务具有多个进程，或拥有多个窗口都能够单独发送和接收消息的情况，可以将这多个进程或多个窗口看作单独任务，独立注册消息收发通道，也可以多个进程或多个窗口共用一个消息收发通道，接收到消息之后根据消息内容判断目标进程或目标窗口，这两种情况下发送和接收消息的方式同步骤102至103，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的保护范围。本领域内技术人员应该能够联想到，通过不同方式组织通道注册表和消息路由链表，通道注册表和消息路由链表中存储有更多内容，通过其他索引查询的方式查找消息路由链表，以及其它根据本发明的技术方案及其构思进行相应的等同改变或替换都应该属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A、每个参与通信的任务注册与自身对应的消息收发通道以及自身的消息接收类型；

B、各目标任务通过所注册的消息收发通道接收一个或一个以上的源任务发送的消息。

2.根据权利要求1所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，步骤A具体包括：

A1、每个参与通信的任务向系统注册消息收发通道，并将所述消息收发通道的信息保存至通道注册表；

A2、每个参与通信的任务向消息总线注册自身所注册的消息收发通道的消息接收类型，将该消息收发通道的信息与其消息接收类型对应添加至消息总线上的消息路由表。

3.根据权利要求2所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，所述通道注册表和消息路由表由链表实现。

4.根据权利要求2所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，所述消息路由表通过以下方式实现：每种消息接收类型对应的所有消息收发通道存储为目标消息收发通道链表，相应地，每个参与通信的任务注册对应消息收发通道的消息接收类型时，为所述消息接收类型所对应的目标消息收发通道链表添加包含自身消息收发通道信息的节点。

5.根据权利要求2所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，所述任务注册消息收发通道时，系统为该任务分配一个通道标识。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，步骤B进一步包括：消息总线判断源任务所发送的消息中是否指定了目标任务，如果已指定，则直接将包含数据地址的消息结构发送至目标任务的消息收发通道，如果未指定，则查找消息路由表，获取消息接收类型对应的消息收发通道，然后将包含数据地址的消息结构发送到对应的消息收发通道。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，步骤B进一步包括：目标任务进行循环查询，接收自身消息收发通道中收到的包含数据地址的消息结构；然后从所述数据地址中读取数据。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，步骤A中，所述任务注册消息收发通道的信息中包括接收消息的方法；

以及步骤B进一步包括：目标任务的消息收发通道中有新的消息到达后，触发目标任务的接收消息操作，从目标任务的消息收发通道中获取包含数据地址的消息结构；目标任务从所述数据地址中读取数据。

9.根据权利要求6所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，所述消息路由表通过哈希算法将链表分块映射为哈希索引数组，相应地，消息总线在消息路由表查找消息时，先利用哈希算法在哈希索引数组中定位消息所在消息路由表分块，然后在消息路由链表分块中查询消息所在具体位置。

10.根据权利要求1所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，该方法进一步包括：需要侦听任务的收发消息状况时，将被侦听任务的消息收发通道上所有消息均复制一个副本，将该副本发送至侦听任务的消息收发通道。

11.根据权利要求1所述的设备中任务间消息通信的方法，其特征在于，步骤B之后，该方法进一步包括：任务结束时，注销消息收发通道。

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