CN103259683B - 基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法 - Google Patents

Abstract

一种基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，涉及通信及软件架构的技术领域，包括：S1.Web服务器端接收到网管服务器推送的告警上报消息，并将所述告警上报消息存在Web服务器端的缓存中；S2.Web服务器端从缓存中读取告警上报消息，通过WebSocket通道推送到客户端；S3.Web客户端将接收到的所述告警上报消息存入Web客户端的缓存中；S4.Web客户端批量从缓存中读取所述告警上报消息，并将告警上报消息显示在界面。本发明有效的提高了Web网管处理告警风暴的能力，保证数据的完整性、时序性、准确性。

Description

基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法

技术领域

本发明涉及通信及软件架构的技术领域，具体来讲涉及一种基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法。

背景技术

告警管理功能是电信网管系统的核心功能之一。当出现告警风暴时，大量的告警数据源源不断的由网管服务器推向客户端，这对整个系统都带来的了巨大的压力。在基于C/S架构的电信网管系统中，我们可以充分的利用缓存来应对告警风暴，然而在基于传统的Web技术的B/S架构电信网管系统中（以下简称Web网管），由于Web技术限制，Web网管的性能很难满足处理告警风暴的需要。

首先，在Web网管中无法在Web客户端（即浏览器，以下都称其为Web客户端）缓存大量数据。在HTML5相关技术出现之前，使用cookie是目前Web系统中常用一种缓存Web客户端信息的方式。cookie是一种在服务器和客户端之间来回传送文本值的内置机制。服务器可以基于其放在cookie中的数据，在不同的Web页面之间追踪用户的信息，也可以将本地个性化数据存储在应用程序中，方便后续的网页加载时使用。但是cookie的大小受到限制，一般一个cookie只能设置大约4KB的数据，这显然无法满足处理大数据量的需要。此外，只要有请求涉及cookie，cookie就需要在浏览器和服务器之间来回传送，也就是说数据在网络上是可见的，数据没有加密，存在很大的安全隐患。另外无论加载哪个地址，cookie中的数据都会消耗网络带宽。因此，基于传统Web网管在处理告警上报时，在Web客户端无法缓存大量数据，接受到告警上报时就需要立即显示。一旦出现告警风暴，就会导致频繁的刷新UI线程，使Web客户端反应变慢，并且消耗大量的内存。

其次，B/S架构系统的服务器推送技术存在严重不足。在HTML5相关技术出现之前，实时Web应用的实现方式大多是围绕轮询和其他服务端推送技术展开的，如：Comet、Ajax轮询（polling）、长轮询（longpolling）、以及流（streaming），其中，最著名的是Comet技术。Comet技术可以让服务器以异步的方式向Web客户端推送数据，但是Web客户端收到消息时会有一定的延时；使用Ajax轮询时，Web客户端发送请求后随即收到响应，如果知道消息传送的准确时间间隔，轮询是个好办法，因为可以将Web客户端的请求同步为只有服务器的信息可用时才发出，这项技术是最先进行Web客户端传送数据时的首次尝试，但是，实际中传送的数据不可预测，会有一些不必要而又无法避免的请求，服务器不断的打开和关闭连接，浪费了资源，有用率低；而使用长轮询时，Web客户端发出一个请求，服务器在一段时间内会与其保持连接状态，当服务器收到消息时，会向Web客户端发送一个包含消息的响应，如果时间已到服务器又还没有收到消息通知，服务器会发送一个消息来关闭连接，而关键问题是，当有大数据时，与传统的轮询方式相比没有很大的性能改善；使用流解决方案时，Web客户端发送一个HTTP请求，服务器会打开状态响应，该响应持续更新并处于打开状态，每当有消息发送时该响应会被更新，但服务器永远不会发出响应完成的消息，这样服务器一种保持连接的状态，等待消息的发送，由于消息是封装在HTTP请求中，要透过防火墙很代理服务器等，他们会对响应消息有一个缓冲，造成消息的延迟。所有这些提供实时数据的方式都会涉及HTTP请求和响应报头，其中包含了大量的额外的、不必要的报头数据，会造成传输的延迟。特别是为了在半双工HTTP的基础上模拟全双工通信时，需要使用两个连接，一个用于下行数据，一个用户上行数据。这两个连接的保持和协作会消耗大量的资源，同时也增加的系统的复杂度。

因此，传统Web应用的实现方式效率低，消耗的资源大，可靠性也得不到保证。当告警上报数据较少时还能正常工作，一旦出现告警风暴，不仅会消耗大量系统资源，导致系统响应速度变慢，同时告警数据的完整性、时序性、准确性都无法得到保证。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，有效的提高了Web网管处理告警风暴的能力，保证数据的完整性、时序性、准确性。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，包括：S1.Web服务器端接收到网管服务器推送的告警上报消息，并将所述告警上报消息存在Web服务器端的缓存中；S2.Web服务器端从缓存中读取告警上报消息，通过WebSocket通道推送到客户端；S3.Web客户端将接收到的所述告警上报消息存入Web客户端的缓存中；S4.Web客户端批量从缓存中读取所述告警上报消息，并将告警上报消息显示在界面。

在上述技术方案的基础上，在所述Web服务器端建立缓存，将EhCache引入到Web服务器端的工程中，对EhCache提供的应用程序编程接口进行封装，提供CacheManager类，当有缓存数据的请求时，通过CacheManager类查找或建立缓存实例，并将缓存数据存入到缓存实例中。

在上述技术方案的基础上，所述缓存实例中，存放的缓存数据在10000个以内，当有多个所述缓存实例时，提供缓存数据与缓存实例之间的映射机制。

在上述技术方案的基础上，所述映射机制为：缓存数据ID/10000=缓存实例ID。

在上述技术方案的基础上，所述S2中，在Web服务器端实现用户推送数据管理服务，为每个登录用户建立推送数据队列、一个推送服务线程以及WebSocket通道，推送队列用于存放属于该用户的告警上报消息，推送服务线程用于读取推送数据队列中的数据，并将所述数据通过WebSocket通道推送到Web客户端。

在上述技术方案的基础上，所述告警上报消息具有不同的优先级，高优先级的告警上报消息不用缓存，直接放在高优先级的告警上报推送数据队列，低优先级的告警上报消息先存入缓存中，在将存入缓存时生成的索引存入存放索引的推送数据队列中。

在上述技术方案的基础上，所述推送服务线程由高优先级告警上报消息所在推送数据队列中，读取告警上报消息并推送，当高优先级告警上报消息所在的推送数据队列为空时，读取低优先级告警上报消息所在推送数据队列中的索引，从Web服务器端的缓存中读取数据并推送，如果低优先级告警上报消息所在推送数据队列也为空，则推送心跳检测包到Web服务器的前台。

在上述技术方案的基础上，所述WebSocket通道由Web客户端发起，访问Web服务端的WebSocket服务，完成WebSocket通道的建立。

在上述技术方案的基础上，所述Web客户端建立缓存，监听WebSocket通道中传输过来的告警上报消息，并将其放入所述缓存中。

在上述技术方案的基础上，所述Web客户端的缓存通过IndexDB实现，IndexDB以键值对的形式存储缓存数据，所述缓存数据存入IndexDB时被分配一个索引，所有缓存数据的索引单独存储于一个队列，浏览器端通过索引访问IndexDB，读取缓存在IndexDB中的缓存数据。

本发明的有益效果在于：所述Web服务端的告警上报消息的数据通过WebSocket传到Web客户端，网络资源开销小；WebSocket全双工的特性，在此基础上建立有效的监听机制，保证告警上报消息的可靠性。Web客户端的缓存，存储告警上报消息，可以避免频繁的刷新UI（UserInterface，用户界面）线程，提高了响应速度，改善了用户体验。

附图说明

图1为本发明基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法的流程图；

图2为Web服务器端缓存告警上报消息的流程图；

图3为Web服务器端处理告警上报消息的流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，包括：

S1.Web服务器端接收到网管服务器推送的告警上报消息，并将所述告警上报消息存在Web服务器端的缓存中。本实施例中，Web服务器端基于JavaEE，Web服务器使用Tomcat。首先，在Web服务器端建立缓存，实现缓存数据存取功能，Web服务器端的缓存使用EhCache实现，具体为：将EhCache引入到Web服务器端的工程中，EhCache可以和Spring等框架无缝结合。对EhCache提供的API（ApplicationProgrammingInterface，应用程序编程接口）进行封装，提供CacheManager类，该类完成缓存实例的新建、查找和删除功能；对EhCache进行封装可以便于使用，考虑到性能问题，一个EhCache缓存实例中，存放的缓存数据不能过多，最好控制在10000个以内，当告警风暴产生的告警上报信息过多时，一个EhCache缓存实例是无法满足要求的，因此，需要使用多个EhCache缓存实例，这些缓存实例共同构成了Web服务器端的缓存。同时，提供缓存数据与缓存实例之间的映射机制，本实施例中提供的映射机制为：缓存数据ID/10000=缓存实例ID。当有缓存数据的请求时，通过映射机制检查是否有对应缓存实例存在，若存在，则将缓存数据存入该缓存实例中；若不存在，则建立新的缓存实例，并将缓存数据存入缓存实例中。

S2.Web服务器端从缓存中读取告警上报消息，通过WebSocket通道推送到Web客户端。当有读取缓存数据的请求时，通过映射机制检查是否有对应缓存实例存在，若存在，则读取指定的数据；若不存在，则返回提示信息。建立服务器端的WebSocket服务及用户推送数据管理服务，由于各浏览器对HTML5规范的支持力度不同，应使用Chrome21、Firefox14、IE9以上版本的浏览器；WebSocket目前还依赖Web容器的支持，本实施例中使用Tomcat作为Web容器，Tomcat7.29之后的版本开始支持WebSocket；WebSocket服务分为请求响应和具体的WebSocket任务，请求响应通过继承WebSocketServlet类实现，具体的WebSocket任务通过继承MessageInbound类实现。实现用户推送数据管理服务，为每个登录用户建立推送数据队列、一个推送服务线程以及WebSocket通道。由于Web服务器端是多用户环境，用户的数据队列用于存放属于该用户的告警上报消息；推送服务线程用于读取推送数据队列中的数据，并将所述数据通过WebSocket通道推送到Web客户端；WebSocket通道建立通常由Web客户端发起，访问Web服务器端的WebSocket服务，完成WebSocket通道的建立。为每个登录用户建立推送数据队列时，所述告警上报消息具有不同的优先级，可以分别建立不同的数据队列来存放；高优先级的告警上报消息，甚至可以不用缓存直接放在高优先级的告警上报消息推送数据队列，低优先级的告警上报消息先存入缓存中，在将存入缓存时生成的索引存入存放索引的推送数据队列中。推送服务线程由高优先级告警上报消息所在推送数据队列中，读取告警上报消息并推送，当高优先级告警上报消息所在的推送数据队列为空时，读取低优先级告警上报消息所在推送数据队列中的索引，从Web服务器的缓存中读取缓存数据并推送，如果低优先级告警上报消息所在推送数据队列也为空，则推送心跳检测包到Web服务器的前台，通过心跳检测包可以保证对推送通道的状态的监听。所述直接放在推送数据队列的告警上报消息，以及告警上报消息的索引都为S1中所述的缓存数据。

上述内容中，是否需要缓存要根据告警上报消息的优先级以及应用场景来确定。在电信网管系统中，出现了告警即出现了故障，故障越严重，那么对应的告警就越应该优先得到处理，其对应的告警上报消息的优先级也就越高。高优先级的告警上报消息不缓存，是为了让它能及时得到处理的一种措施，因为缓存后势必会延缓该告警上报消息被处理的时机。所以，如果在实时性要求高的应用场景下，高优先级的告警上报消息可以不缓存；在实时性要求较低的应用场景中，高优先级的告警上报消息可以存入缓存；但是低优先级的告警上报消息必须缓存。

如图2所示，为Web服务器端缓存告警上报消息的流程图，具体步骤如下：

S201.Web服务器端接收告警上报消息。

S202.查找接收该告警上报消息的用户。

S203.判断该告警上报消息的优先级，若为高优先级，进入S207；若为低优先级，进入S204。

S204.为低优先级的告警上报消息分配一个索引。

S205.将低优先级的告警上报消息存入Web服务器端的缓存。

S206.将该索引存入专门存放索引的推送数据队列中。

S207.将高优先级的告警上报消息直接放在高优先级的告警上报消息推送数据队列中。

如图3所示，为Web服务器端推送告警上报消息的流程图，具体步骤如下：

S211.Web服务器端的推送服务线程检查高优先级告警上报消息的数据推送队列。

S212.判断高优先级告警上报消息的数据推送队列是否为空，若是，进入S213；若否，进入S217。

S213.Web服务器端的推送服务线程检查低优先级的告警上报消息的数据推送队列。

S214.判断低优先级的告警上报消息的数据推送队列是否为空，若是，返回S211；若否，进入S215。

S215.Web服务器端读取存入缓存时生成的索引。

S216.通过读取的索引从缓存中读取数据，进入S218。

S217.读取所述告警上报消息，进入S218。

S218.推送告警上报消息到Web客户端，返回S211。

S3.Web客户端将接收到的所述告警上报消息存入Web客户端的缓存中。先在Web客户端建立缓存，实现Web客户端的告警上报消息接收服务，创建WebSocket实例，通过该实例访问希望连接的对端的URL（UniformResourceLocator，统一资源定位符），并且实现监听函数用于对WebSocket的管理，本实施例中对端指的是Web客户端端连接的Web服务器。在WebSocket的onmessage监听函数中，实现对告警上报消息的处理。onmessage用于监听WebSocket通道中传输过来的告警上报消息，在该函数中可以对接收到的告警上报消息进行处理，将其放入到Web客户端的缓存中。所述Web客户端的缓存使用IndexDB实现，在API的基础上对其进行封装以方便IndexDB的使用，通过封装提供对IndexDB的读写访问。IndexDB以键值对的形式存储数据，将上报数据存入IndexDB时应为其分配一个索引，因此需要提供一个队列用于存储所述索引。

S4.Web客户端批量从缓存中读取所述告警上报消息，并将告警上报消息显示在界面。此时需要实现消息处理服务，消息处理服务可以通过定时器或者对告警上报消息的队列加上监听器的方式实现。消息处理服务用于从告警上报消息缓存队列中读取该消息的索引，然后通过索引去访问IndexDB，读取缓存在IndexDB中的数据，并将其发送到订阅了告警上报消息的界面。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于，包括：

S1.Web服务器端接收到网管服务器推送的告警上报消息，并将所述告警上报消息存在Web服务器端的缓存中；

S2.Web服务器端从缓存中读取告警上报消息，通过WebSocket通道推送到客户端；

S3.Web客户端将接收到的所述告警上报消息存入Web客户端的缓存中；

S4.Web客户端批量从缓存中读取所述告警上报消息，并将告警上报消息显示在界面；

所述Web客户端的缓存通过IndexDB实现，IndexDB以键值对的形式存储缓存数据，所述缓存数据存入IndexDB时被分配一个索引，所有缓存数据的索引单独存储于一个队列，浏览器端通过索引访问IndexDB，读取缓存在IndexDB中的缓存数据。

2.如权利要求1所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：在所述Web服务器端建立缓存，将EhCache引入到Web服务器端的工程中，对EhCache提供的应用程序编程接口进行封装，提供CacheManager类，当有缓存数据的请求时，通过CacheManager类查找或建立缓存实例，并将缓存数据存入到缓存实例中。

3.如权利要求2所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述缓存实例中，存放的缓存数据在10000个以内，当有多个所述缓存实例时，提供缓存数据与缓存实例之间的映射机制。

4.如权利要求3所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述映射机制为：缓存数据ID/10000＝缓存实例ID。

5.如权利要求1所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述S2中，在Web服务器端实现用户推送数据管理服务，为每个登录用户建立推送数据队列、一个推送服务线程以及WebSocket通道，推送队列用于存放属于该用户的告警上报消息，推送服务线程用于读取推送数据队列中的数据，并将所述数据通过WebSocket通道推送到Web客户端。

6.如权利要求5所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述告警上报消息具有不同的优先级，高优先级的告警上报消息不用缓存，直接放在高优先级的告警上报推送数据队列，低优先级的告警上报消息先存入缓存中，在将存入缓存时生成的索引存入存放索引的推送数据队列中。

7.如权利要求6所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述推送服务线程由高优先级告警上报消息所在推送数据队列中，读取告警上报消息并推送，当高优先级告警上报消息所在的推送数据队列为空时，读取低优先级告警上报消息所在推送数据队列中的索引，从Web服务器端的缓存中读取数据并推送，如果低优先级告警上报消息所在推送数据队列也为空，则推送心跳检测包到Web服务器的前台。

8.如权利要求5所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述WebSocket通道由Web客户端发起，访问Web服务端的WebSocket服务，完成WebSocket通道的建立。

9.如权利要求1所述的基于HTML5的Web网管系统二级缓存推送方法，其特征在于：所述Web客户端建立缓存，监听WebSocket通道中传输过来的告警上报消息，并将其放入所述缓存中。