CN109032816A - 一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，S1、将需要更新共享的数据打包通信报文；S2、创建同步器线程；通过同步器实现通信报文在多机间同步通信；S3、注册组播服务；S4、通过同步器和组播服务将通信报文共享至其他服务器；S5、其他服务器接收到通信报文后，解析通信报文，进行数据更新。本发明所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法直接通过ACE架构实现共享内存表记录结构序列化，无需进行底层代码编写和设置，减少电能质量管理系统共享内存读写错误发生，并且通过共享内存表记录结构序列化同步报文，增加了系统共享内存数据结构的灵活性。

Description

一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法

技术领域

本发明属于通信设备技术领域，尤其是涉及一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法。

背景技术

城市轨道交通行业发展，基于地铁行业的电能质量管理系统规模越来越大，单一的服务器对地铁线用电设备的数据采集、数据整理、数据转发和数据存储方面越来越满足不了日益增长的需求。随着分布式计算技术的发展，上述问题可以采用多机进行协同处理，完成电能质量管理系统各项工作。

基于多机电能质量管理系统中，一个重要核心部分就是实现多机共享内存之间进行同步。在电能质量管理系统分布式计算中，只有保证多机共享内存实时同步状态，才能实时准确获取当前共享内存表数据，完成对应的操作。目前共享内存多机之间同步有多种方式，同步方式的选择关系到系统的高效和稳定性。共享内存多机同步方案的选择是针对不同运用场景而决定的，电能质量管理系统共享内存多机同步方案应当考虑自身数据量庞大、种类繁杂的特点进行设计，同时兼顾系统时效性和稳定性需求。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，以解决电能质量管理系统共享内存多机通信同步中容易出现的因自身数据量庞大，种类繁杂的特点导致系统的时效性和稳定性不高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，包括：

S1、将需要更新共享的数据打包通信报文；

S2、创建同步器线程；通过同步器实现通信报文在多机间同步通信；

S3、注册组播服务；利用ACE架构提供的接口直接创建组播服务，在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接；

S4、通过同步器和组播服务将通信报文共享至其他服务器；

S5、其他服务器接收到通信报文后，解析通信报文，进行数据更新。

进一步的，所述步骤S1中，所述通信报文包括共享内存同步命令开始标志位、服务器节点id、共享内存表号、共享内存表记录项数据和共享内存同步命令结束标志位；

内存同步命令开始标志位：是电能质量管理系统共享内存多机通信报文的起始位；

服务器节点id：用于区别所发送报文的服务器；

共享内存表号：是指需要更新的电能质量管理系统共享内存表的表号：

共享内存表记录项数据：是需要更新的电能质量管理系统共享内存表记录项；

共享内存同步命令结束标志位：是共享内存多机通信报文的结束位。

进一步的，所述电能质量管理系统共享内存表包括终端通道信息表、厂站智能表计信息表、厂站终端信息表、系统进程信息表、系统服务器节点信息表、系统服务配置信息表、抄表任务模板信息表、抄表任务设置信息表；

每个信息表分配一个表号，该表号作为共享内存表号，用于电能质量管理系统共享内存初始化工作，方便快速定位同一种类型共享内存表存储区域。

进一步的，所述共享内存表记录项包括共享内存表记录id和共享内存表记录核心数据；

共享内存表id：用于在同一种电能质量管理系统共享内存表存储区域中查找存储的共享内存地址索引号；

共享内存表记录核心数据：为电能质量管理系统共享内存表记录结构中存储的共享内存数据，是本次报文中核心数据，是多机中电能质量管理系统共享内存需要从同步报文中解析并更新到本地电能质量管理系统共享内存中的数据，该数据用于系统多进程服务业务中。

进一步的，所述步骤S2中，所述同步器线程用于调用组播服务发送报文的接口，从组播服务自动获取来自其他服务器发送过来的共享内存表记录项同步报文；

电能质量管理系统所有进程通过调用共享内存管理服务进程中同步器线程进行多机电能质量管理系统共享内存表记录同步命令操作，包括获取其他服务器发送过来的电能质量管理系统共享内存同步报文，解析电能质量管理系统共享内存同步报文并更新本地电能质量管理系统共享内存；向其他服务器发送电能质量管理系统共享内存同步报文。

进一步的，所述步骤S3的具体方法如下：

S301、ACE_OutputCDR将所需更新的电能质量管理系统共享内存表记录项数据结构序列化并组成用于电能质量管理系统共享内存同步的组播报文；

S302、同步器获取该通信报文，将该通信报文通过组播接口下发到组播服务；

S303、组播服务接收到同步器发送通信报文的命令后，获取所需发送通信报文，通过自身接口将报文发送到网络上；

S304、当组播服务完成向其他服务器发送共享内存表记录同步报文后，同步器完成此次报文发送过程；同步器进入监视组播服务输入、输出接口模式。

进一步的，所述步骤S5中，解析通信报文的具体方法如下：

通过ACE_InputCDR技术，将通信报文进行反序列化操作；将电能质量管理系统共享内存同步报文根据每部分数据结构，恢复对应的共享内存表记录对象，该对象存储需要更新的共享内存表记录的所属共享内存表号以及共享内存表记录项数据。

进一步的，所述步骤S5中，数据更新的具体方法如下：

S501、系统首先通过共享内存库表号，检索到电能质量管理系统共享内存中存储该共享内存表的起始位置；

S502、通过共享内存表记录项数据中获取在该共享内存表存储空间的共享内存表记录id和共享内存表记录核心数据，通过该共享内存表记录id检索到需更新的电能质量管理系统共享内存表记录地址；

S503、将共享内存表记录核心数据写入到所述步骤502中的共享内存表记录地址开头的共享内存中。

相对于现有技术，本发明所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法具有以下优势：

本发明所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法有效的解决电能质量管理系统共享内存多机通信同步中容易出现的因自身数据量庞大，种类繁杂的特点导致系统的时效性和稳定性不高的问题，而且本系统直接通过ACE架构实现共享内存表记录结构序列化，无需进行底层代码编写和设置，减少电能质量管理系统共享内存读写错误发生，并且通过共享内存表记录结构序列化同步报文，增加了系统共享内存数据结构的灵活性，减少系统通信开销，保证电能质量管理系统共享内存持续和稳定运行。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法流程图；

图2为本发明实施例所述的通信报文结构图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图2所示，通信报文的结构组成如下：

1.多机进行通信报文数据结构分为“共享内存同步命令开始标志位”、“服务器节点id”、“共享内存表号”、“共享内存表记录项数据”和“共享内存同步命令结束标志位”。

2.“内存同步命令开始标志位”是共享内存多机通信报文的起始位。“服务器节点id”本机id，用于区别所发送报文的服务器。“共享内存表号”是指需要更新的电能质量管理系统共享内存表号。共享内存表分为终端通道信息表，厂站智能表计信息表，厂站终端信息表，系统进程信息表，系统服务器节点信息表，系统服务配置信息表、抄表任务模板信息表，抄表任务设置信息表。上述每个共享内存表依次被系统分配一个不同的电能质量管理系统共享内存表号，用于共享内存表检索。“共享内存表记录项数据”是需要更新的共享内存表记录项，包括共享内存表记录id和共享内存表记录核心数据。共享内存表id用于在同一种电能质量管理系统共享内存表中查找存储的共享内存地址，共享内存表记录核心数据为电能质量管理系统共享内存表记录结构中存储的共享内存数据，该数据用于系统多进程服务业务中。“共享内存同步命令结束标志位”是共享内存多机通信报文的结束位。

如图1所示，电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法具体方法如下：

1.共享内存管理服务进程运行。

2.创建同步器线程：该同步器主要负责对多机进行共享内存更新报文通信。该同步进程主要有调用组播服务发送报文的接口，从组播服务那边自动获取来自其他服务器发送过来的电能质量管理系统共享内存表记录同步报文。电能质量管理系统所有进程通过调用该线程进行多机电能质量管理系统共享内存表记录同步命令操作，包括获取其他服务器发送过来的共享内存表记录报文来更新本地共享内存表记录和向其他服务器发送共享内存表记录报文。

3.注册组播服务：通过本地电能质量管理系统共享内存管理服务配置文档获取组播地址和组播端口号，利用ACE_SOCK_Dgram_Mcast创建组播服务。组播(Multicast)是一种通讯模式，在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接。如果一台发送者同时给多个的接收者传输相同的数据，也只需复制一份的相同数据包。采用组播方式进行多机电能质量管理系统共享内存表记录同步方式提高了数据传送效率，减少了骨干网络出现拥塞的可能性。利用ACE架构提供的接口可以直接创建组播服务，避免底层代码的开发和维护，提高系统的性能和效率。

4.同步器运行：运行同步器，同步器运行后自动开启组播服务。组播服务用于网络上实时接收和发送电能质量管理系统共享内存表记录同步报文。

5.获取更新网络共享内存命令NetSynch：电能质量管理系统某进程运行过程中，修改本地电能质量管理系统共享内存表记录项数据后，需要立刻更新其他服务器上共享内存表记录，保持多机共享内存处于实时同步状态。

6.ACE_OutputCDR将所需更新的内存库表记录结构序列化并组成组播报文：序列化的作用就是将复杂的数据结构转换成字符串。每种共享内存表记录对应一种存储结构，对应如图2中“共享内存表记录项数据”部分。通过内存库表记录结构序列化，可以方便传输不同存储结构的“共享内存表记录项数据”，不需要额外指定通信报文格式，通信报文格式统一。电能质量管理系统共享内存表记录同步报文格式如图2所示。根据共享内存命令NetSynch，系统依次从中获取每部分结构的所需参数，并组成每部分的报文，并按照顺序依次将各部分报文组成一帧完整的报文。

7.向同步器写组播报文：步骤6中打包好一帧完整的报文后，同步器获取该报文，然后将该报文通过组播接口下发到组播服务。

8.组播服务发送该报文：组播服务接收到同步器发送写报文的命令后，获取所需发送报文，通过自身接口将报文发送到网络上。

9.完成同步器发送报文：当组播服务完成向其他服务器发送共享内存表记录同步报文后，同步器完成此次报文发送过程。同步器监视组播服务输入、输出接口。

10.如果组播服务接收到网络报文则进入下面的步骤。

11.同步器自动接收来自组播服务转发过来的电能质量管理系统共享内存表记录同步报文。

12.通过ACE_InputCDR解析报文。通过图2的格式，依次将电能质量管理系统共享内存同步报文拆分为5部分。通过ACE_InputCDR技术，将报文进行反序列化操作。反序列化操作，就是步骤6的反过程。将共享内存表记录同步报文根据每部分数据结构，恢复对应的电能质量管理系统共享内存表记录对象，该对象存储需要更新的电能质量管理系统共享内存表记录的所属共享内存表号以及共享内存表记录存储数据。

13.系统通过步骤12中生成的电能质量管理系统共享内存表记录对象，获取需要更新的共享内存库表号和需要更新共享内存表记录项数据内容。

14.通过电能质量管理系统共享内存本地更新服务更新本地电能质量管理系统共享内存数据。系统首先通过步骤13中的电能质量管理系统共享内存表记录对象获取共享内存库表号，检索到电能质量管理系统共享内存中存储该共享内存表的起始地址，然后进一步获取共享内存表记录项数据中的共享内存表记录id和共享内存表记录核心数据，。通过该共享内存表记录id检索到需更新的共享内存表记录地址A,然后将共享内存表记录核心数据写入该地址A开头的共享内存中。

15.完成更新本地共享内存表记录，同步器进入监视组播服务输入、输出接口模式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于，包括：

S1、将需要更新共享的数据打包通信报文；

S2、创建同步器线程；通过同步器实现通信报文在多机间同步通信；

S3、注册组播服务；利用ACE架构提供的接口直接创建组播服务，在发送者和每一接收者之间实现点对多点网络连接；

S4、通过同步器和组播服务将通信报文共享至其他服务器；

S5、其他服务器接收到通信报文后，解析通信报文，进行数据更新。

2.根据权利要求1所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述通信报文包括共享内存同步命令开始标志位、服务器节点id、共享内存表号、共享内存表记录项数据和共享内存同步命令结束标志位；

内存同步命令开始标志位：是电能质量管理系统共享内存多机通信报文的起始位；

服务器节点id：用于区别所发送报文的服务器；

共享内存表号：是指需要更新的电能质量管理系统共享内存表的表号：

共享内存表记录项数据：是需要更新的电能质量管理系统共享内存表记录项；

共享内存同步命令结束标志位：是共享内存多机通信报文的结束位。

3.根据权利要求2所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于：所述电能质量管理系统共享内存表包括终端通道信息表、厂站智能表计信息表、厂站终端信息表、系统进程信息表、系统服务器节点信息表、系统服务配置信息表、抄表任务模板信息表、抄表任务设置信息表；

每个信息表分配一个表号，该表号作为共享内存表号，用于电能质量管理系统共享内存初始化工作，方便快速定位同一种类型共享内存表存储区域。

4.根据权利要求2所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于：所述共享内存表记录项包括共享内存表记录id和共享内存表记录核心数据；

共享内存表id：用于在同一种电能质量管理系统共享内存表存储区域中查找存储的共享内存地址索引号；

共享内存表记录核心数据：为电能质量管理系统共享内存表记录结构中存储的共享内存数据，是本次报文中核心数据，是多机中电能质量管理系统共享内存需要从同步报文中解析并更新到本地电能质量管理系统共享内存中的数据，该数据用于系统多进程服务业务中。

5.根据权利要求1所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述同步器线程用于调用组播服务发送报文的接口，从组播服务自动获取来自其他服务器发送过来的共享内存表记录项同步报文；

电能质量管理系统所有进程通过调用共享内存管理服务进程中同步器线程进行多机电能质量管理系统共享内存表记录同步命令操作，包括获取其他服务器发送过来的电能质量管理系统共享内存同步报文，解析电能质量管理系统共享内存同步报文并更新本地电能质量管理系统共享内存；向其他服务器发送电能质量管理系统共享内存同步报文。

6.根据权利要求1所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于，所述步骤S3的具体方法如下：

S301、ACE_OutputCDR将所需更新的电能质量管理系统共享内存表记录项数据结构序列化并组成用于电能质量管理系统共享内存同步的组播报文；

S302、同步器获取该通信报文，将该通信报文通过组播接口下发到组播服务；

S303、组播服务接收到同步器发送通信报文的命令后，获取所需发送通信报文，通过自身接口将报文发送到网络上；

S304、当组播服务完成向其他服务器发送共享内存表记录同步报文后，同步器完成此次报文发送过程；同步器进入监视组播服务输入、输出接口模式。

7.根据权利要求1所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于，所述步骤S5中，解析通信报文的具体方法如下：

通过ACE_InputCDR技术，将通信报文进行反序列化操作；将电能质量管理系统共享内存同步报文根据每部分数据结构，恢复对应的共享内存表记录对象，该对象存储需要更新的共享内存表记录的所属共享内存表号以及共享内存表记录项数据。

8.根据权利要求1所述的电能质量管理系统共享内存多机通信同步方法，其特征在于：所述步骤S5中，数据更新的具体方法如下：

S501、系统首先通过共享内存库表号，检索到电能质量管理系统共享内存中存储该共享内存表的起始位置；

S502、通过共享内存表记录项数据中获取在该共享内存表存储空间的共享内存表记录id和共享内存表记录核心数据，通过该共享内存表记录id检索到需更新的电能质量管理系统共享内存表记录地址；

S503、将共享内存表记录核心数据写入到所述步骤502中的共享内存表记录地址开头的共享内存中。