CN111541759A - 一种云平台通信系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种云平台通信系统及其通讯方法，包括信息生产软件机器人、信息消费软件机器人、通信交换机和消息队列服务器，通过双向发布/订阅模式和集群一致性管理方法来保证云平台软件机器人领袖和群众之间的实时消息通信，集群内部消息的一致性。

Description

一种云平台通信系统及其通信方法

技术领域

本发明属于信息通信技术领域，具体涉及一种云平台软件机器人的通信系统及其通信方法。

背景技术

消息中间件适用于需要可靠的数据传送的分布式环境，目前大部分的消息中间件都是为传统的客户端和服务器之间消息通信开发的，很少有为云平台软件机器人消息通信服务而设计的。

目前最为常见的是JMS平台，JMS是Java平台上有关面向消息中间件的技术规范，它便于消息系统中的Java应用程序进行消息交换，并且通过提供标准的产生、发送、接收消息的接口简化企业应用的开发。JMS定义了两种消息模型，(1)队列模型，这种模型用来解决生产者和消费者之间点到点的通信；(2)发布/订阅者模型，发布/订阅者模型支持向一个特定的消息主题发布消息，一个或多个订阅者可能对接收来自特定消息主题的消息感兴趣。

消息传递机制可以避免通信阻塞，增加系统的吞吐量，以及解耦不同系统直接交互，在不需要请求立即返回结果的场景下，这些特性带来了明显的通信优势。消息中间件的体系结构由消息生产者、消息中间件、消息消费者三个部分组成，消息的生产者和消息的消费者只和消息中间件交互，生产者和消费者不直接交互，而消息是从生产者到消费者的单向传递。

但目前的消息传递机制都是从生产者到消费者的单向传递，这对于交互性的消息通信需求是无解的，因此，现有的消息传递机制存在实时性差、一致性无法保证以及单向消息通信等问题。

发明内容

为解决现有技术中的消息传递机制存在实时性差、一致性无法保证以及单向消息通信等问题，本发明提出了一种基于消息中间件的云平台软件机器人通信系统，在传统消息中间件通信模式的基础上，从基于软件机器人的云平台资源调度管理策略应用的具体需求出发，提出了双向发布/订阅模式和集群一致性管理方法来保证云平台软件机器人领袖和群众之间的实时消息通信，集群内部消息的一致性。

本发明所采用的技术方案是：一种云平台软件机器人通信系统，包括信息生产软件机器人、信息消费软件机器人、通信交换机和消息队列服务器；

所述信息生产软件机器人，用于生产信息，并将信息发布给通信交换机；所述信息包括具有指定主题的路由关键词；

所述通信交换机，用于接收信息生产软件机器人的信息并根据路由关键词将该消息路由到匹配的消息队列服务器；

所述消息队列服务器，用于接收通信交换机的消息，并对该信息的路由关键词进行广播；

所述信息消费软件机器人，用于根据路由关键词与消息队列服务器建立连接通道，通过连接通道订阅或获取所需的消息。

进一步的，所述消息队列服务器中包括绑定模块，所述绑定模块中存储有绑定关键词，用于与信息中的路由关键词进行匹配，建立通信交换机与信息队列服务器的绑定。

进一步的，所述通信交换机中包括路由确认命令发送模块，所述路由确认命令发送模块用于当信息路由至匹配的消息队列服务器上后，向信息生产软件机器人发送路由确认命令，所述路由确认命令包括信息ID。

进一步的，所述信息消费软件机器人中包括获取确认命令发送模块，所述确认命令发送模块用于当信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取到信息后，向消息队列服务器发送获取确认命令，所述获取确认命令包括信息ID。

本发明还公开了一种云平台软件机器人通信方法，包括以下步骤：

信息生产软件机器人向通信交换机发布其生产的具有指定主题的路由关键词的信息；

通信交换机根据路由关键词将收到的信息路由至一个或多个匹配的消息队列服务器上，并向信息生产软件机器人发送路由确认命令；

信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取所需的信息，并向消息队列服务器发送获取确认命令。

有益效果：本发明提出的基于消息中间件的云平台软件机器人通信方式，通过双向发布/订阅和集群一致性管理在满足云平台资源使用的前提下实现可以保障在软件机器人之间的实时、安全、一致性通信。本发明充分考虑了云平台软件机器人的实际通信需求，在客户端和服务器的消息中间件通信基础上，提出符合云平台应用需求的通信方式，提升了云平台的资源实时调度管理能力。并且本发明的方法采用高可用集群，保证了节点的一致性，为云平台软件机器人的消息通信提供了技术保障，在实际应用中发挥了强大的作用，创造了很大的价值。

附图说明：

图1为消息中间件的示意图；

图2为云平台软件机器人工作原理；

图3为软件机器人消息传递的示意图；

图4为软件机器人投票选举流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1：

如图1所示，本实施例为基于消息中间件的云平台消息通信系统，针对云平台集群中软件机器人之间的信息通信，满足基于软件机器人的云平台资源调度管理对信息通信的实时性和一致性的要求。本实施例的通信系统包括消息中间件、信息生产软件机器人和信息消费群众软件机器人；所述消息中间件基于AMQP协议实现，包括通信交换机exchange和消息队列服务器queue；具体的，本实施例的信息生产软件机器人，用于生产具有指定路由关键词的信息，并将信息发布给通信交换机；通信交换机，用于接收信息生产软件机器人的信息并根据信息中的路由关键词与消息队列服务器queue的绑定信息binding中存储的绑定关键词对比，对比一致后，将消息路由到匹配的消息队列服务器；消息队列服务器，用于接收通信交换机的消息，并对该信息的路由关键词进行广播；信息消费软件机器人，用于根据路由关键词与消息队列服务器建立连接通道channel，通过连接通道channel获取所需的消息，每个连接通道channel之间是完全隔离的。

本实施例的消息队列服务器中包括绑定模块，所述绑定模块中存储有绑定关键词，用于与信息中的路由关键词进行匹配，建立通信交换机与信息队列服务器的绑定，通信交换机中包括路由确认命令发送模块，路由确认命令发送模块用于当信息路由至匹配的消息队列服务器上后，向信息生产软件机器人发送路由确认命令，所述路由确认命令包括信息ID，信息消费软件机器人中包括获取确认命令发送模块，确认命令发送模块用于当信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取到信息后，向消息队列服务器发送获取确认命令，所述获取确认命令包括信息ID；消息队列服务器包括信息删除模块，所述信息删除模块用于根据收到的获取确认命令删除对应的消息。

在本实施例的通信系统中，可以让多个订阅者对象同时监听某一个主题对象，也可以让订阅者成为发布者并同时监听另外一个主题对象。主题对象在自身状态变化时，会通知所有订阅者对象，使它们能够自动更新自己的状态，主体对象可以是信息发布者本身。

本实施例中，软件机器人之间采用AMQP协议进行通信，使得遵从该协议的客户端应用和消息中间件服务器的全功能互操作成为可能，能够保证消息的一致性。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上，公开了一种云平台消息通信方法，具体包括以下步骤：

信息生产软件机器人向通信交换机发布其生产的具有指定路由关键词的信息；

通信交换机根据路由关键词将收到的信息路由至一个或多个匹配的消息队列服务器上，并向信息生产软件机器人发送路由确认命令；

信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取所需的信息，并向消息队列服务器发送获取确认命令。

在本实施例中，信息消费软件机器人接到消息以后，都需要给消息队列服务器发送一条确认命令，通过向信息生产软件机器人发送路由确认命令来感知消息是否已被路由到正确的消息队列服务器中，该路由确认命令包括该消息的ID，这样信息生产软件机器人就会知道该消息已被正确分发。

实施例3：

如图2-4所示，本实施例在实施例1或实施例2的基础上，公开了一种软件机器人领袖投票选举方法，实现云平台中的软件机器人模拟人类行为进行投票选举，得到领袖软件机器人和群众软件机器人，提高云平台资源调度管理的智能化，减轻运维人员工作负担，领袖软件机器人和群众软件机器人既是发布者又是订阅者，两个身份之间可以进行双向实时通信，通过定义不同主题，将不同种类的消息分别通过不同的队列进行传递。

根据实际监控情况制定选举策略，比如当监控到资源使用率小于某个值时，进行选举程序，软件机器人在不同情况下进行领袖选举，能够智能化的选举出最合适恰当的领袖软件机器人，由领袖软件机器人管理群众软件机器人，省去了大量重复性的运维工作；

本实施例的领袖投票选举包括集群初始化启动时期的领袖选举和运行期间领袖软件机器人崩溃后的领袖选举。

每个软件机器人启动时的选举状态均为竞选状态，且在进行领袖选举时，至少需要两台软件机器人，现以4台软件机器人组成的集群为例，简单说明集群初始化启动时期的领袖选举：

每个软件机器人均有各自的ID，ID越大，在选举领袖时权重越大，每个软件机器人中均存储有各自的数据，每个数据也均有各自的数据ID，数据ID越大说明数据越新，在选举中数据权重越大。

对集群中的4台软件机器人进行编号，分别为1,2,3,4,按编号依次启动，选举过程如下：

软件机器人1启动，给自己投票，然后向其他软件机器人发送投票信息，由于其他软件机器人还没有启动，故软件机器人1收不到其他软件机器人的投票信息，此处软件机器人1的选举状态一直为选举状态Looking；投票信息包括：选举领袖的ID(软件机器人1)，其存储的数据ID，Epoch。Epoch会随着选举轮数的增加而递增；

软件机器人2启动，给自己投票，与集群中的其他软件机器人交换投票信息，因为当前集群中只有软件机器人1启动，故只能与启动的软件机器人1交换投票信息，首先需判断当前投票是否成立，由于当前投票数不大于半数，故当前投票不成立，软件机器人1和软件机器人2的选举状态均保持为选举状态Looking；

软件机器人3启动，给自己投票，与软件机器人1和软件机器人2交换投票信息，由于当前投票数大于半数，此次投票成立，再判断投票信息中的选举领袖ID，软件机器人3的投票信息中的选举领袖ID为软件机器人3，软件机器人2的投票信息中的选举领袖ID为软件机器人2，接收到的软件机器人1的投票信息中的选举领袖ID为软件机器人1，所以软件机器人3胜出，软件机器人3的选举状态更改为领导者状态LEADING；而对于软件机器人2，接收来自软件机器人1和软件机器人3的投票信息，由于软件机器人2的ID小于软件机器人3，所以软件机器人2的选举状态更改为随从状态FOLLOWING，同步领袖软件机器人的数据；软件机器人1与软件机器人2同理，选举状态更改为随从状态FOLLOWING；

软件机器人4启动，给自己投票，与软件机器人1、2和3交换投票信息，由于此时集群中与存在领袖软件机器人，故软件机器人4的选举状态更新为随从状态FOLLOWING。

现以软件机器人1和软件机器人2交换投票信息为例，说明本实施例如何利用消息中间件完成软件机器人之间的通信：

软件机器人1向软件机器人2发送投票信息时，软件机器人1作为信息生产软件机器人，将具有选举主题的路由关键词的投票信息发布至通信交换机，再由通信交换机路由至匹配的消息队列服务器上，软件机器人2作为信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取软件机器人1的投票信息；当软件机器人2向软件机器人1发送投票信息时，过程如上。

现简单说明群众软件机器人和领袖软件机器人的状态同步的过程：

领袖软件机器人将具有选举主题的路由关键词的数据发布至通信交换机，再由交换机路由至匹配的消息队列服务器上，群众软件机器人从消息队列服务器上获取领袖软件机器人的状态数据，实现与领袖软件机器人的状态同步。

本实施例只允许唯一的领袖来进行事务请求的处理。当集群中已经有过半的群众软件机器人完成了和领袖软件机器人的状态同步，那么当领袖在接收到客户端的命令后，会生成对应的事务提案并发起一轮广播协议。

本实施例中采用额外的服务器统计投票数，并判断当前投票是否成立。

运行期间的领袖选举，现简单说明如下：

运行期间，领袖软件机器人与非领袖软件机器人各司其职，即便当有非领袖软件机器人宕机或新加入，此时也不会影响领袖软件机器人，但是一旦领袖软件机器人因为自身或其他原因出现问题，则集群中重新发起新的选举，选举过程与启动时期的领袖选举过程一致。

启动时期的领袖选举和运行期间的领袖选举，各软件机器人之间均采用实施例1中的消息中间件完成通讯，通过设定选举主题路由关键词实现。

当接入新的软件机器人时，该新的软件机器人以群众的身份在集群中运行，可参与下一次领袖的投票选举；具体的，当集群中已经有过半的群众完成了和领导的状态同步，那么整个服务框架就可以进入消息广播模式了。当一台同样遵守软件机器人协议的群众进程启动后加入到集群中时，如果此时集群中已经存在一个领袖在负责进行消息广播，那么新加入的进程就会自觉地进入群众模式：找到领袖所在的服务器，并与其进行数据同步，然后一起参与到消息广播流程中去。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种云平台通信系统，其特征在于：包括信息生产软件机器人、信息消费软件机器人、通信交换机和消息队列服务器；

所述信息生产软件机器人，用于生产信息，并将信息发布给通信交换机；所述信息包括具有指定主题的路由关键词；

所述通信交换机，用于接收信息生产软件机器人的信息并根据路由关键词将该消息路由到匹配的消息队列服务器；

所述消息队列服务器，用于接收通信交换机的消息，并对该信息的路由关键词进行广播；

所述信息消费软件机器人，用于根据路由关键词与消息队列服务器建立连接通道，通过连接通道订阅或获取所需的消息。

2.根据权利要求1所述的一种云平台通信系统，其特征在于：所述消息队列服务器中包括绑定模块，所述绑定模块中存储有绑定关键词，用于与信息中的路由关键词进行匹配，建立通信交换机与信息队列服务器的绑定。

3.根据权利要求1所述的一种云平台通信系统，其特征在于：所述通信交换机中包括路由确认命令发送模块，所述路由确认命令发送模块用于当信息路由至匹配的消息队列服务器上后，向信息生产软件机器人发送路由确认命令，所述路由确认命令包括信息ID。

4.根据权利要求1所述的一种云平台通信系统，其特征在于：所述信息消费软件机器人中包括获取确认命令发送模块，所述确认命令发送模块用于当信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取到信息后，向消息队列服务器发送获取确认命令，所述获取确认命令包括信息ID。

5.基于权利要求1或4任意一项所述的一种云平台通信系统的通信方法，其特征在于：包括以下步骤：

信息生产软件机器人向通信交换机发布其生产的具有指定主题的路由关键词的信息；

通信交换机根据路由关键词将收到的信息路由至一个或多个匹配的消息队列服务器上，并向信息生产软件机器人发送路由确认命令；

信息消费软件机器人从消息队列服务器上获取所需的信息，并向消息队列服务器发送获取确认命令。

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