CN104580209B - 实现多平台消息处理的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现多平台消息处理的装置及方法，该方法为：第一消息分发模块和与每个平台对应的M个平台消息分发模块；第一消息分发模块与网络处理软件内部N个应用模块连接，用于分发、传递所述应用模块间的内部通信消息；其内部设有第一监听队列和第一回调队列，平台消息分发模块用于将对应平台的TCP/IP协议栈的报文分发、传递给相应的应用模块；每个平台消息分发模块内部设有监听队列和回调队列。本发明依托操作系统平台多任务机制实现了同时对多平台消息进行处理，减少拷贝次数，减少开发工作量和维护的难度，提高了系统效率，解决了报文通道宽带紧张的问题。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信设备，具体涉及实现多平台消息处理的装置及方法。
背景技术
随着对数据通信设备功能需求的不断增加，数据通信设备不仅需要完成设备间的信令报文的交互，还需要监控操作系统I/O事件、设备操作系统底层驱动事件以及完成内部管理事件报文的处理工作等，在下面我们将除信令报文外的其他报文统称为事件报文。
目前，数据通信设备的网络处理软件大多只能支持对来自一种平台的消息的调度、分发和处理。数据通信设备的网络处理软件由于其功能用途的特殊性，普遍采用非操作系统的第三方TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议)协议栈来完成与外部设备间的信令报文交互，数据通信设备的网络处理软件主要负责调度、分发第三方TCP/IP协议栈的信令报文，并且该网络处理软件只能支持来自一种TCP/IP协议栈的消息的调度、分发，即第三方TCP/IP协议栈消息的调度、分发。
当数据通信设备的网络处理软件应用模块要求与其他平台消息进行通信时，例如与操作系统上其他进程进行内部通信，由于在操作系统上不同进程间的通信使用的是操作系统的TCP/IP协议栈，所以采用第三方TCP/IP协议栈的网络处理软件将无法直接完成同一操作系统之上不同进程间的消息通信以及系统管理工作，需要利用一个代理模块将操作系统TCP/IP协议栈的事件报文转换为第三方TCP/IP协议栈的信令报文，从而实现与其他进程的通信，这就会耗费大量的二次时间，如图1所示。这种利用代理模块实现多平台消息处理方法具有以下缺点：
(1)开发这样一个代理模块将耗时、费力；
(2)报文转换过程中代理模块还会增加一次数据拷贝，降低系统效率；
(3)操作系统内部事件报文会占用网络处理软件信令报文通道的带宽；
(4)网络处理软件不仅需要处理内部进程间的通信，还需要处理系统I/O事件、底层驱动事件等，这样就需要开发大量的代理模块来实现消息的转换工作。
目前，大多数数据通信设备的网络处理软件运行都是基于某一种操作系统平台之上，而大多数的操作系统都能够支持多线程任务机制，可以同时进行多种任务的协同工作，所以如果可以充分利用操作系统的多线程任务机制将能够实现多平台消息处理，并且可以克服利用代理模块实现多平台消息处理方法的以上缺点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是充分利用操作系统的多线程任务机制实现多平台消息处理，以克服利用代理模块实现多平台消息处理方法耗时、费力，系统效率低和报文通道宽带紧张的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种实现多平台消息处理的方法，该方法为：
基于系统操作平台的支持多线程任务机制，为每一种平台的TCP/IP协议栈的报文创建一个平台消息分发线程，并在每一个平台消息分发线程内设置一个存储该平台的TCP/IP协议栈统一分配的描述符和监听内容的监听队列，以及一个存储所述描述符和回调函数的回调队列，通过利用每个平台描述符、监听内容状态和回调函数实现多平台消息处理；
同时也为网络处理软件内部的应用模块创建一个第一消息分发线程，在第一消息分发线程内部设置一个用于存储消息目的地址和发送内容的第一监听队列和一个用于存储每个应用模块地址和回调函数的第一回调队列，利用该线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递。
在上述方法中，通过利用每个平台描述符、监听内容状态和回调函数实现多平台消息处理包括以下步骤：
步骤A110、应用模块检查是否有TCP/IP协议栈统一分配的描述符需要监听，如果有描述符需要监听，则执行步骤A120；否则执行步骤A130；
步骤A120、将需要监听的描述符和监听内容存储在与其对应平台消息分发线程的监听队列中，将需要监听的描述符和回调函数存储在对应平台消息分发线程的回调队中，然后执行步骤A110；
步骤A130、每个平台消息分发线程根据其监听队列中的描述符和监听内容的状态和其回调队列中的回调函数实现多平台消息处理。
在上述方法中，步骤A130包括以下步骤：
步骤A131、每个平台消息分发线程判断其监听队列是否为空，如果为空则执行步骤A137；否则执行步骤A132；
步骤A132、调用事件通知函数对所述监听队列中描述符对应的监听内容进行遍历监听；
步骤A133、判断所述监听队列中的描述符是否有监听内容到来的，如果有则执行步骤A134；否则执行步骤A131；
步骤A134、查询该监听队列对应的回调队列中是否存在该监听内容到来的描述符H，如果存在描述符H，则执行步骤A135，否则执行步骤A131；
步骤A135、执行所述回调队列中与描述符H对应的回调函数；
步骤A136、判断有监听内容到来的描述符H是否处理完毕，如果是则执行步骤A131；否则执行步骤A134；
步骤A137、消息分发、传递结束。
在上述方法中，利用第一消息分发线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递包括以下步骤：
步骤A210、启动N个应用模块(N为自然数)，并将其携带的地址作为消息地址与回调函数一同存储在第一消息分发线程的回调队列中；
步骤A220、当有应用模块发送内部消息时，将消息的目的地址作为消息地址和需要发送的消息内容一同依次存储在第一监听队列中；
步骤A230、第一消息分发线程利用第一监听队列和第一回调队列中的消息地址实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递。
在上述方法中，步骤A210具体包括以下步骤：
步骤A211、启动第n个应用模块(n≤N，N为自然数)，并判断应用模块n是否启动成功，如果启动成功，则执行步骤A212；否则执行步骤A213；
步骤A212、将应用模块n携带的身份地址作为消息地址与回调函数一同存储在第一消息分发线程的第一回调队列中；
步骤A213、判断所有应用模块是否全部启动完毕，如果全部启动，则执行步骤A214；否则执行步骤A211；
步骤A214、程序结束。
在上述方法中，步骤A220具体包括以下步骤：
步骤A231、判断第一监听队列是否为空，如果是则执行步骤A235；否则执行步骤A232；
步骤A232、从第一监听队列首部取出一条消息，并获取其在第一监听队列中的消息地址；
步骤A233、查询第一回调队列中是否存在与该消息地址一致的消息地址，如果存在，则执行步骤A234；否则执行步骤A231；
步骤A234、执行第一回调队列中与该消息地址相对应的回调函数，然后执行步骤A231；
步骤A235、对内部通信消息的分发、传递结束。
本发明还提供了一种实现多平台消息处理的装置，包括第一消息分发模块和与每个平台对应的M个平台消息分发模块；
所述第一消息分发模块与网络处理软件内部N个应用模块连接，用于分发、传递所述应用模块间的内部通信消息；所述第一消息分发模块内部设有用于存储第一监听队列和第一回调队列，所述第一监听队列用于存储所述应用模块发送的每条消息的目的地址和发送内容；所述第一回调队列用于存储每个所述应用模块的地址和回调函数；
所述平台消息分发模块用于将对应平台的TCP/IP协议栈的报文分发、传递给相应的应用模块；每个所述平台消息分发模块内部设有监听队列和回调队列，每个所述监听队列用于存储应用模块需要监听的监听内容和与其对应的TCP/IP协议栈统一分配给每条报文的描述符；每个所述回调队列用于存储所述描述符和与所述描述符对应的回调函数。
本发明依托操作系统平台多线程任务机制，网络处理软件通过对为每个平台创建相应的平台消息分发线程，以及网络处理软件内部应用模块向没个平台消息分发线程注册不同的描述符、监听内容和回调函数，来实现多平台消息的处理，当有监听内容到来时即可通过对应应用模块调用回调函数进行消息处理，摒弃了目前大多数网络处理软件只能对单一平台的消息进行分发、处理，或者需要借助代理模块解决对其他平台的消息进行分发、处理的问题，减少拷贝次数、开发工作量和维护的难度，提高了系统效率，并使架构更加统一、紧凑；同时，通过为应用模块创建第一消息分发线程还解决了操作系统内部事件报文会占用网络处理软件信令报文通道的带宽问题，大大削减了通道宽带紧张度。
附图说明
图1为利用代理模块实现多平台消息处理的结构图；
图2为本发明提供的实现多平台消息处理的装置的结构图；
图3为本发明中第一消息分发模块和平台消息分发模块中监听队列和回调队列示意图；
图4为本发明提供的利用第二、第三个平台消息分发线程实现对第三方TCP/IP协议栈的信令报文、操作系统TCP/IP协议栈的事件报文的分发、传递流程图；
图5为本发明中步骤A130的具体流程图；
图6为本发明中利用第一消息分发线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递的流程图；
图7为本发明中步骤A210的具体流程图；
图8为本发明中步骤A230的具体流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做出详细的说明。
如图2、图3所示，本发明提供了一种实现多平台消息处理的装置，包括第一消息分发模块20和与每个平台对应的M个平台消息分发模块30；
第一消息分发模块20与网络处理软件内部N个应用模块10连接，用于分发、传递应用模块10间的内部通信消息；第一消息分发模块20内部设有第一监听队列21和第一回调队列22，第一监听队列21用于存储应用模块10发送的每条消息的目的地址(图3中第一监听队列中的消息地址)和发送内容；第一回调队列22用于存储每个应用模块10的地址(图3中第一回调队列中的消息地址)和回调函数；
平台消息分发模块30用于将对应平台的TCP/IP协议栈的报文分发、传递给相应的应用模块10；每个所述平台消息分发模30块内部设有监听队列31和回调队列32，每个监听队列31用于存储应用模块10需要监听的监听内容和与其对应的TCP/IP协议栈统一分配给每条报文的描述符；每个回调队列32用于存储所述描述符和与所述描述符对应的回调函数。
本发明提供的实现多平台消息处理的方法具体如下：
基于系统操作平台的支持多线程任务机制，为每一种平台的TCP/IP协议栈的报文创建一个平台消息分发线程，并在每一个平台消息分发线程内设置一个存储该平台的TCP/IP协议栈统一分配的描述符和监听内容的监听队列，以及一个存储所述描述符和回调函数的回调队列，通过利用每个平台描述符、监听内容状态和回调函数实现多平台消息处理。
同时也为网络处理软件内部的应用模块创建一个第一消息分发线程，在第一消息分发线程内部设置一个用于存储消息目的地址和发送内容的第一监听队列和一个用于存储每个应用模块地址和回调函数的第一回调队列，利用该线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递，以最大限度保证网络处理软件外部报文通道的带宽。
下面以分发操作系统平台的操作系统TCP/IP协议栈的事件报文和费操作系统平台的第三方TCP/IP协议栈的信令报文为具体实施例，对本发明中通过利用每个平台描述符、监听内容状态和回调函数实现多平台消息处理进行详细说明。
非操作系统平台对应第二个平台消息分发线程，操作系统平台对应第三个平台消息分发线程；第二个平台消息分发线程内部设有第二监听队列和第二回调队列，第三个平台消息分发线程内部设有第三监听队列和第三回调队列。
如图4所示，利用第二、第三平台消息分发线程实现对第三方TCP/IP协议栈的信令报文、操作系统TCP/IP协议栈的事件报文的分发、传递具体步骤如下：
步骤A110、应用模块检查是否有第三方TCP/IP协议栈或操作系统TCP/IP协议栈统一分配的描述符需要监听，如果是则执行步骤A120；否则执行步骤A130；
步骤A120、应用模块向与需要监听的描述符对应的第二个平台消息分发线程或第三个平台消息分发线程进行注册，即将需要监听的描述符和监听内容存储在第二个平台消息分发线程内部第二监听队列或第三个平台消息分发线程内部第三监听队列中，将需要监听的描述符和回调函数存储在第二个平台消息分发线程内部第二回调队列或第三个平台消息分发线程内部第三回调队列中，然后执行步骤A110；
步骤A130、第二个平台消息分发线程或第三个平台消息分发线程根据第二监听队列或第三监听队列中描述符和监听内容的状态和第二回调队列或第三回调队列中的回调函数对第三方TCP/IP协议栈的信令报文、操作系统TCP/IP协议栈的事件报文分发、传递。
如图5所示，步骤A130具体步骤如下：
步骤A131、判断第二监听队列或第三监听队列是否为空，如果为空则执行步骤A137；否则执行步骤A132；
步骤A132、调用事件通知函数(epoll、select)对第二监听队列或第三监听队列中描述符对应的监听内容进行遍历监听；
其中，事件通知函数由第三方TCP/IP协议栈或操作系统TCP/IP协议栈提供；
步骤A133、判断第二监听队列或第三监听队列中的描述符是否有监听内容到来的，如果有则执行步骤A134；否则执行步骤A131；
步骤A134、查询第二回调队列或第三回调对列中是否存在该监听内容到来的描述符H，如果存在描述符H，则执行步骤A135，否则执行步骤A131；
步骤A135、执行第二回调队列或第三回调对列中与描述符H对应的回调函数；
步骤A136、判断有监听内容到来的描述符H是否处理完毕，如果是则执行步骤A131；否则执行步骤A134；
步骤A137、消息分发、传递结束。
在本发明利用第二、第三个平台消息分发线程实现对第三方TCP/IP协议栈的信令报文、操作系统TCP/IP协议栈的事件报文的分发、传递中，由于报文都来自TCP/IP协议栈，只是分别来自第三方TCP/IP协议栈的信令报文和操作系统TCP/IP协议栈的事件报文，因而第二个平台消息分发线程和第三个平台消息分发线程在分发、处理的过程上十分相近，但具体实现细节上有所不同。
如图6所示，利用第一消息分发线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递的步骤包括：
步骤A210、启动N个应用模块，并将其携带的身份地址作为消息地址与回调函数一同存储在第一消息分发线程的第一回调队列中；
步骤A220、当有应用模块发送内部消息时，将消息的目的地址作为消息地址和需要发送的消息内容一同依次存储在第一监听队列中；
步骤A230、第一消息分发线程利用第一监听队列和第一回调队列中的消息地址实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递。
如图7所示，步骤A210的具体步骤如下：
步骤A211、启动第n个应用模块(n≤N，N为自然数)，并判断应用模块n是否启动成功，如果启动成功，则执行步骤A212；否则执行步骤A213；
步骤A212、将应用模块n携带的身份地址作为消息地址与回调函数一同存储在第一消息分发线程的第一回调队列中；
步骤A213、判断所有应用模块是否全部启动完毕，如果全部启动，则执行步骤A214；否则执行步骤A211；
步骤A214、程序结束。
如图8所示，步骤A230的具体步骤如下：
步骤A231、判断第一监听队列是否为空，如果是则执行步骤A235；否则执行步骤A232；
步骤A232、从第一监听队列首部取出一条消息，并获取其在第一监听队列中的消息地址(消息的目的地址)；
步骤A233、查询第一回调队列中是否存在与该消息地址一致的消息地址，如果存在，则执行步骤A234；否则执行步骤A231；
步骤A234、执行第一回调队列中与该消息地址相对应的回调函数，将内部通信消息传递给对应目的应用模块，然后执行步骤A231；
步骤A235、对内部通信消息的分发、传递结束。
本发明适用范围不局限于数据通信领域，所处理的消息也不局限于TCP/IP协议栈的信令和内部通信消息，也可以是事件报文、系统驱动事件、系统I/O事件等，本发明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 (5)
1.实现多平台消息处理的方法，其特征在于，
基于系统操作平台的支持多线程任务机制，为每一种平台的TCP/IP协议栈的报文创建一个平台消息分发线程，并在每一个平台消息分发线程内设置一个存储该平台的TCP/IP协议栈统一分配的描述符和监听内容的监听队列，以及一个存储所述描述符和回调函数的回调队列，通过利用每个平台描述符、监听内容状态和回调函数实现多平台消息处理；
同时也为网络处理软件内部的应用模块创建一个第一消息分发线程，在第一消息分发线程内部设置一个用于存储消息目的地址和发送内容的第一监听队列和一个用于存储每个应用模块地址和回调函数的第一回调队列，利用第一消息分发线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递；
其中，利用第一消息分发线程实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递包括以下步骤：
步骤A210、启动N个应用模块(N为自然数)，并将其携带的地址作为消息地址与回调函数一同存储在第一消息分发线程的回调队列中；
步骤A220、当有应用模块发送内部消息时，将消息的目的地址作为消息地址和需要发送的消息内容一同依次存储在第一监听队列中；
步骤A230、第一消息分发线程利用第一监听队列和第一回调队列中的消息地址实现对应用模块之间内部通信消息的分发、传递；
步骤A230具体包括以下步骤：
步骤A231、判断第一监听队列是否为空，如果是则执行步骤A235；否则执行步骤A232；
步骤A232、从第一监听队列首部取出一条消息，并获取其在第一监听队列中的消息地址；
步骤A233、查询第一回调队列中是否存在与该消息地址一致的消息地址，如果存在，则执行步骤A234；否则执行步骤A231；
步骤A234、执行第一回调队列中与该消息地址相对应的回调函数，然后执行步骤A231；
步骤A235、对内部通信消息的分发、传递结束。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过利用每个平台描述符、监听内容状态和回调函数实现多平台消息处理包括以下步骤：
步骤A110、应用模块检查是否有TCP/IP协议栈统一分配的描述符需要监听，如果有描述符需要监听，则执行步骤A120；否则执行步骤A130；
步骤A120、将需要监听的描述符和监听内容存储在与其对应平台消息分发线程的监听队列中，将需要监听的描述符和回调函数存储在对应平台消息分发线程的回调队中，然后执行步骤A110；
步骤A130、每个平台消息分发线程根据其监听队列中的描述符和监听内容的状态和其回调队列中的回调函数实现多平台消息处理。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤A130包括以下步骤：
步骤A131、每个平台消息分发线程判断其监听队列是否为空，如果为空则执行步骤A137；否则执行步骤A132；
步骤A132、调用事件通知函数对所述监听队列中描述符对应的监听内容进行遍历监听；
步骤A133、判断所述监听队列中的描述符是否有监听内容到来的，如果有则执行步骤A134；否则执行步骤A131；
步骤A134、查询该监听队列对应的回调队列中是否存在该监听内容到来的描述符H，如果存在描述符H，则执行步骤A135，否则执行步骤A131；
步骤A135、执行所述回调队列中与描述符H对应的回调函数；
步骤A136、判断有监听内容到来的描述符H是否处理完毕，如果是则执行步骤A131；否则执行步骤A134；
步骤A137、消息分发、传递结束。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A210具体包括以下步骤：
步骤A211、启动第n个应用模块(n≤N，N为自然数)，并判断应用模块n是否启动成功，如果启动成功，则执行步骤A212；否则执行步骤A213；
步骤A212、将应用模块n携带的身份地址作为消息地址与回调函数一同存储在第一消息分发线程的第一回调队列中；
步骤A213、判断所有应用模块是否全部启动完毕，如果全部启动，则执行步骤A214；否则执行步骤A211；
步骤A214、程序结束。
5.实现多平台消息处理的装置，其特征在于，包括第一消息分发模块和与每个平台对应的M个平台消息分发模块；
所述第一消息分发模块与网络处理软件内部N个应用模块连接，用于分发、传递所述应用模块间的内部通信消息；所述第一消息分发模块内部设有用于存储第一监听队列和第一回调队列，所述第一监听队列用于存储所述应用模块发送的每条消息的目的地址和发送内容；所述第一回调队列用于存储每个所述应用模块的地址和回调函数；
所述平台消息分发模块用于将对应平台的TCP/IP协议栈的报文分发、传递给相应的应用模块；每个所述平台消息分发模块内部设有监听队列和回调队列，每个所述监听队列用于存储应用模块需要监听的监听内容和与其对应的TCP/IP协议栈统一分配给每条报文的描述符；每个所述回调队列用于存储所述描述符和与所述描述符对应的回调函数；
其中，所述第一消息分发模块判断所述第一监听队列是否为空，如果不为空，从所述第一监听队列首部取出一条消息，获取其在所述第一监听队列中的消息地址，并查询所述第一回调队列中是否存在与该消息地址一致的消息地址，如果存在，执行第一回调队列中与该消息地址相对应的回调函数，再判断所述第一监听队列是否为空；如果不存在，再判断所述第一监听队列是否为空；
如果所述第一监听队列为空，结束对内部通信消息的分发、传递。
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