CN111930499A - Dds中间件应用识别符的生成方法、配置方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种DDS中间件应用识别符的生成方法、配置方法及装置。DDS中间件应用识别符的生成方法，包括：步骤S200，分配堆内存空间，并获取堆内存空间的地址作为随机种子；步骤S300，基于随机种子，生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。根据本发明的DDS中间件应用识别符的生成方法，采用的随机种子选取方法为在堆内存中临时申请一块空间，以该内存空间的地址作为随机种子。这样，系统每次启动时，分配的内存地址均不相同，产生的随机数不同，进而生成的应用识别符也不相同，通信双方可正常交互。

Description

DDS中间件应用识别符的生成方法、配置方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种DDS中间件应用识别符的生成方法、配置方法及装置。

背景技术

在系统运行过程中，DDS中间件会为上层应用程序的每一次运行定义对应的应用识别符，目的是为了区分各应用通信端。其设计原则是对于程序每次运行应被分配不同的识别符，表征为该软件多次相互独立不相关的通信过程。相关技术中，使用应用程序在操作系统中的进程号(在嵌入式操作系统中为任务号)作为应用识别符，因为非实时操作系统为同一应用程序的每次运行分配的进程号都是不同的，名义上遵循了定义应用识别符的设计原则。

在嵌入式操作系统这类实时操作系统环境下，上述设定应用识别符的方法则不满足定义应用识别符的设计原则，因为在嵌入式操作系统上运行的应用程序每次运行的任务号都是相同的，对于外界，这种多次运行会表征为同一段通信过程。

由此引发的缺陷为，在通信两端配置可靠性Qos且对端一直运行的情况下，本端作为发送端再次运行，对端作为接收端会将本次通信初期与前次交互次数相同的报文认定为历史处理过的报文，不做处理，直接丢弃，影响正常通信效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何解决因DDS中间件应用识别符相同导致报文丢失的问题，本发明提出了一种DDS中间件应用识别符的生成方法、配置方法及装置。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成方法，包括：

步骤S200，分配堆内存空间，并获取所述堆内存空间的地址作为随机种子；

步骤S300，基于所述随机种子，生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成方法，采用的随机种子选取方法为在堆内存中临时申请一块空间，以该内存空间的地址作为随机种子。这样，系统每次启动时，分配的内存地址均不相同，产生的随机数不同，进而生成的应用识别符也不相同，通信双方可正常交互。

根据本发明的一些实施例，在分配所述堆内存空间之前，所述方法还包括：

S100，判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式系统，当所述底层操作系统为嵌入式操作系统时，执行所述步骤S200。

在本发明的一些实施例中，在所述步骤S200中，分配的所述堆内存空间的大小为1至5字节。

根据本发明的一些实施例，在获取所述堆内存空间后，释放所述堆内存空间。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置方法，所述DDS中间件应用识别符为采用如上述所述的DDS中间件识别符的生成方法生成，所述配置方法包括：

当判定目标应用程序所运行的底层操作系统为嵌入式系统时，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到域参与者Qos的局部变量中；

当生成所述随机数后，以所述随机数作为所述DDS中间件识别符设置为所述参与者Qos局部变量中的应用识别符；

将所述参与者Qos局部变量设置为所述默认DDS域参与者Qos。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置方法，针对嵌入式操作系统平台上的DDS中间件，不再使用程序任务号作为应用识别符，而是使用随机数作为识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。与此同时，不按照常规做法使用操作系统当前时间作为种子数值，而是，使用临时分配的堆内存地址作为随机种子。由此，保证了在嵌入式操作系统运行环境中应用识别符的可区分性，使在通信两端配置了可靠性Qos且接收对端一直运行的情况下，通信报文不会因发送端的应用识别符相同而被误丢弃。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成装置，包括：

种子数生成模块，用于分配堆内存空间，并获取所述堆内存空间的地址作为随机种子；

随机数生成模块，用于基于所述随机种子，生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。

根据本发明实施例的DDS中间件的应用识别符生成装置，采用的随机种子选取方法为在堆内存中临时申请一块空间，以该内存空间的地址作为随机种子。这样，系统每次启动时，分配的内存地址均不相同，产生的随机数不同，进而生成的应用识别符也不相同，通信双方可正常交互。

根据本发明的一些实施例，所述装置还包括：

判断模块，用于判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式系统。

在本发明的一些实施例中，分配的所述堆内存空间的大小为1至5字节。

根据本发明的一些实施例，所述装置还包括：释放模块，用于在获取所述堆内存空间后，释放所述堆内存空间。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置装置，所述DDS中间件应用识别符为采用上述所述的DDS中间件识别符的生成方法生成，所述配置装置包括：

参数提取模块，用于当判定目标应用程序所运行的底层操作系统为嵌入式系统时，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到域参与者Qos的局部变量中；

赋值模块，用于当生成所述随机数后，以所述随机数作为所述DDS中间件识别符设置为所述参与者Qos局部变量中的应用识别符；

配置模块，用于将所述参与者Qos局部变量设置为所述默认DDS域参与者Qos。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置装置，针对嵌入式操作系统平台上的DDS中间件，不再使用程序任务号作为应用识别符，而是使用随机数作为识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。与此同时，不按照常规做法使用操作系统当前时间作为种子数值，而是，使用临时分配的堆内存地址作为随机种子。由此，保证了在嵌入式操作系统运行环境中应用识别符的可区分性，使在通信两端配置了可靠性Qos且接收对端一直运行的情况下，通信报文不会因发送端的应用识别符相同而被误丢弃。

附图说明

图1为根据本发明实施例的DDS中间件的信息分发模型示意图；

图2为根据本发明实施例的主题与实例关系示意图；

图3为根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成方法流程图；

图4为根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置方法流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

数据分发服务(Data Distribution Service，DDS)是由国际标准化组织——对象管理组织(Object Management Group，OMG)制定的分布式实时通信中间件技术标准，是基于发布/订阅模式对通信进行建模，基于该标准实现的中间件称为DDS中间件。

DDS中间件为分布式网络计算环境提供了一种以数据为中心的通信形式，包括小型网络嵌入式系统与大规模信息中枢网络。DDS中间件的核心是基于发布/订阅模式定义标准接口，使运行在异构平台上的应用软件，通过虚拟全局数据空间读写数据、共享信息。应用软件可通过该数据空间来声明其发布数据的目的，并将数据分类为它们感兴趣的一个或多个主题。类似地，若应用软件对某些主题感兴趣，可利用该数据空间声明它们的意图并成为订阅者接收数据。

DDS中间件负责在虚拟全局数据空间，通过UDP或共享内存等方式发送/接收数据。应用软件可以简单地应用DDS实体读/写数据，无需关心底层实现的细节，也无需关心是哪些实体或有多少个实体在数据传输的另一端。与采用客户端/服务器端模式的中间件相比，DDS中间件面向数据并设计成可支持服务质量(Quality of Service，QoS)应用要求，可以更加灵活方式的实现通信，使数据传输更有效，在一个具体网络环境中最大化吞吐量，最小化延迟和抖动。DDS中间件的信息分发模型如图1所示。

另外，DDS中间件作为一种高性能、支持容错的数据分发平台软件，也适用于需要高可靠性的系统。DDS中间件中没有任何特殊的节点，如果某个节点发生故障，其他部分可以继续照常工作；同样，如果有新的节点加入，也不会对原有的系统造成任何影响(这同时也反映了可扩展性)。DDS网络能够进行自愈，即使网络被劈成两半，每一半都能独立地工作；如果网络被修复，将会自动重新连接，继续提供全部服务。

DDS善于处理复杂的数据流，通过对QoS参数的控制，可以把对信息更新速率、可靠性和带宽控制有不同要求的模块很好地集成到同一个系统中，这对于构建综合性系统具有极大的帮助。在对传输速度有较高要求的场合，由于DDS不需要有中心的服务器，可以直接使用端到端的传输方式，因此消除了由于网络中转而引起的时延，与客户端/服务器模式相比大大提高了传输速度。DDS还允许应用软件通过降低可靠性来进一步缩短时延，如，需要尽快获得最新数据的应用可以使用尽力而为的传输方式来获得最短的时延。另外，利用DDS进行信息多点传送，可以把单个报文同时发送给多个分布式节点，这有力地增加了大型网络的吞吐量。而且端到端的连接是在订阅时确立的，当数据准备完毕后，每个节点都已经知道数据将发往何处，因此实际的数据发布过程效率很高。

DDS应用层接口包括：发布者和数据作者在发送方，订阅者和数据读者在接收方。发布者负责按QoS分发数据，它可以发布不同类型的数据。数据作者是发布者的类型化访问器，应用必须使用数据作者向发布者报告给定类型数据的存在和取值。订阅者负责接收发布的数据，并按照QoS将数据给接收应用使用，它可以接收不同类型的数据。应用必须使用类型化的数据读者访问所接收的数据。主题位于发布与订阅之间，它关联一个域内唯一的名称、数据类型和QoS。发布者、数据作者和主题的QoS控制发送方的行为，订阅者、数据读者和主题的QoS控制接收方的行为。

如图1所示，DDS实体是发布者、数据作者、订阅者、数据读者、主题的基类。实体支持一组QoS策略，使用一个消息监听者，以将相关异步事件通知应用，这些异步事件与实体状态条件的改变有关。状态条件和等待集提供了应用之间同步通信方式的互动机制。

所有实体都属于一个域参与者，域参与者代表应用在域中的本地成员地位。域是所有可彼此通信的应用组成的分布范围。只有属于同一域的发布者和订阅者才可以通信。

主题表示一个或一组给定类型的实例。在一组实例聚集在同一主题下时，需要区分不同的实例，这可以通过数据类型的键来实现。键是数据类型的一些字段，具有相同键值的不同数据表示同一实例的连续值，具有不同键值的不同数据表示不同的实例，如图2所示。如果没有提供键，主题的所有数据属于同一实例。

本发明提出了一种在嵌入式操作系统环境及可靠性传输质量要求条件下，可避免前期报文被接收对端丢弃的数据分发服务中间件应用识别符生成方法及装置。

如图3所示，根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成方法，包括：

步骤S200，分配堆内存空间，并获取堆内存空间的地址作为随机种子；

步骤S300，基于随机种子，生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。

需要说明的是，本发明不再使用程序任务号作为应用识别符，而是使用随机数作为识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。与此同时，本发明不按照常规做法选取生成随机数所需的种子，随机种子的常规选取方法为使用操作系统当前时间作为种子数值。

不使用常规种子选取方法的原因为，若嵌入式操作系统无守时电源外设，则该设备每次启动时的时间均为从1970年1月1日0时0分0秒开始，这种条件下当应用程序被配置为随操作系统开机启动，那么操作系统每次开机运行该程序的时间也是相同的，使得随机种子的时间在每次设备启动运行时都是相同的时间数，由此生成的随机数也是相同的，进而应用识别符相同，仍然会引发被接收对端丢弃报文的通信缺陷。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成方法，采用的随机种子选取方法为在堆内存中临时申请一块空间，以该内存空间的地址作为随机数种子。这样，系统每次启动时，分配的内存地址均不相同，产生的随机数不同，进而生成的应用识别符也不相同，通信双方可正常交互。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，在分配堆内存空间之前，方法还包括：

S100，判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式系统，当底层操作系统为嵌入式操作系统时，执行步骤S200。也就是说，本发明针对底层操作系统为嵌入式系统时，采用临时分配的堆内存地址作为随机种子，以生成随机数作为DDS中间件的引用识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。需要说明的是，当判断底层操作系统不是嵌入式操作系统时，可以仍以应用程序进程号设置应用识别符。

在本发明的一些实施例中，在步骤S200中，分配的堆内存空间的大小为1至5字节。可以理解的是，分配的内存空间不宜过大，以免占用运行资源。在本发明的一些示例中，可以分配1字节的堆内存空间，以堆内存空间的地址作为随机种子。

根据本发明的一些实施例，在获取堆内存空间后，释放堆内存空间。由此，可以释放分配的堆内存，避免资源占用。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置方法，DDS中间件应用识别符为采用如上述的DDS中间件识别符的生成方法生成，配置方法包括：

当判定目标应用程序所运行的底层操作系统为嵌入式系统时，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到域参与者Qos的局部变量中；

当生成随机数后，以随机数作为DDS中间件识别符设置为参与者Qos局部变量中的应用识别符；

将参与者Qos局部变量设置为默认DDS域参与者Qos。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置方法，针对嵌入式操作系统平台上的DDS中间件，不再使用程序任务号作为应用识别符，而是使用随机数作为识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。与此同时，不按照常规做法使用操作系统当前时间作为种子数值，而是，使用临时分配的堆内存地址作为随机种子。由此，保证了在嵌入式操作系统运行环境中应用识别符的可区分性，使在通信两端配置了可靠性Qos且接收对端一直运行的情况下，通信报文不会因发送端的应用识别符相同而被误丢弃。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成装置，包括：种子数生成模块和随机数生成模块。

其中，种子数生成模块用于分配堆内存空间，并获取堆内存空间的地址作为随机种子；

随机数生成模块用于基于随机种子，生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的生成装置，采用的随机种子选取方法为在堆内存中临时申请一块空间，以该内存空间的地址作为随机种子。这样，系统每次启动时，分配的内存地址均不相同，产生的随机数不同，进而生成的应用识别符也不相同，通信双方可正常交互。

根据本发明的一些实施例，装置还包括：判断模块，用于判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式系统。也就是说，当判断模块判断底层操作系统为嵌入式系统时，采用临时分配的堆内存地址作为随机种子，以生成随机数作为DDS中间件的引用识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。需要说明的是，当判断模块判断判断底层操作系统不是嵌入式操作系统时，可以仍以应用程序进程号设置应用识别符。

在本发明的一些实施例中，分配的堆内存空间的大小为1至5字节。可以理解的是，分配的内存空间不宜过大，以免占用运行资源。在本发明的一些示例中，可以分配1字节的堆内存空间，以堆内存空间的地址作为随机种子。

根据本发明的一些实施例，装置还包括：释放模块，用于在获取堆内存空间后，释放堆内存空间。由此，可以释放分配的堆内存，避免资源占用。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置装置，DDS中间件应用识别符为采用上述的DDS中间件识别符的生成方法生成，配置装置包括：

参数提取模块，用于当判定目标应用程序所运行的底层操作系统为嵌入式系统时，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到域参与者Qos的局部变量中；

赋值模块，用于当生成随机数后，以随机数作为DDS中间件识别符设置为参与者Qos局部变量中的应用识别符；

配置模块，用于将参与者Qos局部变量设置为默认DDS域参与者Qos。

根据本发明实施例的DDS中间件应用识别符的配置装置，针对嵌入式操作系统平台上的DDS中间件，不再使用程序任务号作为应用识别符，而是使用随机数作为识别符，保证程序每次启动时被分配的应用识别符不相同。与此同时，不按照常规做法使用操作系统当前时间作为种子数值，而是，使用临时分配的堆内存地址作为随机种子。由此，保证了在嵌入式操作系统运行环境中应用识别符的可区分性，使在通信两端配置了可靠性Qos且接收对端一直运行的情况下，通信报文不会因发送端的应用识别符相同而被误丢弃。

下面参照图4以一个具体的实施例详细描述根据本发明的DDS中间件应用识别符的生成及配置方法。值得理解的是，下述描述仅是示例性描述，而不是对本发明的具体限制。

如图4所示，本发明的DDS中间件应用识别符的生成及配置方法的处理流程包括以下步骤：

步骤一：判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式操作系统。

步骤二：若当前操作系统不为嵌入式操作系统，仍以应用程序进程号设置应用识别符。

步骤三：若当前操作系统为嵌入式操作系统，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到partQos局部变量中。

步骤四：分配大小为1字节的堆内存空间，获得其空间地址。

步骤五：初始化该内存空间。

步骤六：以该空间地址数值作为随机种子，初始化随机数发生器。

步骤七：释放该内存空间。

步骤八：设置partQos中的应用识别符为生成的随机数，其值为rand()％RAND_MAX。

步骤九：将partQos设置为默认域参与者Qos，使此种应用识别符生成方法生效。

由此，本发明通过以临时分配堆内存空间的地址值作为种子，生成随机数，将其设为嵌入式操作系统环境下，DDS中间件区分应用通信过程的应用识别符，保证了在该种运行环境中应用识别符的可区分性，使在通信两端配置了可靠性Qos且接收对端一直运行的情况下，通信报文不会因发送端的应用识别符相同而被误丢弃。

采用本发明上述的DDS中间件应用识别符生成及配置方法，在通信两端应用程序配置可靠性Qos并保持接收对端一直运行的条件下，在嵌入式操作系统上连续6次启动关闭使用DDS中间件的发送端应用程序，并在发送端程序运行期间分别发送10、20、50、100、500、1000条报文，并循环执行该过程10次，测试接收对端所接收到的报文数量。结果表明，接收对端无一条报文被丢弃，均得到正确接收。本发明实现简单，效果有效，达到了应用的要求。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (10)

1.一种DDS中间件应用识别符的生成方法，其特征在于，包括：

步骤S200，分配堆内存空间，并获取所述堆内存空间的地址作为随机种子；

步骤S300，基于所述随机种子，生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。

2.根据权利要求1所述的DDS中间件应用识别符的生成方法，其特征在于，在分配所述堆内存空间之前，所述方法还包括：

S100，判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式系统，当所述底层操作系统为嵌入式操作系统时，执行所述步骤S200。

3.根据权利要求1所述的DDS中间件应用识别符的生成方法，其特征在于，在所述步骤S200中，分配的所述堆内存空间的大小为1至5字节。

4.根据权利要求1所述的DDS中间件应用识别符的生成方法，其特征在于，在获取所述堆内存空间后，释放所述堆内存空间。

5.一种DDS中间件应用识别符的配置方法，其特征在于，所述DDS中间件应用识别符为采用如权利要求1-4中任一项所述的DDS中间件识别符的生成方法生成，所述配置方法包括：

当判定目标应用程序所运行的底层操作系统为嵌入式系统时，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到域参与者Qos的局部变量中；

当生成所述随机数后，以所述随机数作为所述DDS中间件识别符设置为所述参与者Qos局部变量中的应用识别符；

将所述参与者Qos局部变量设置为所述默认DDS域参与者Qos。

6.一种DDS中间件应用识别符的生成装置，其特征在于，包括：

种子数生成模块，用于分配堆内存空间，并获取所述堆内存空间的地址作为随机种子；

随机数生成模块，用于基于所述随机种子生成随机数作为DDS中间件的应用识别符。

7.根据权利要求6所述的DDS中间件应用识别符的生成装置，其特征在于，所述装置还包括：

判断模块，用于判断目标应用程序所运行的底层操作系统是否为嵌入式系统。

8.根据权利要求6所述的DDS中间件应用识别符的生成装置，其特征在于，分配的所述堆内存空间的大小为1至5字节。

9.根据权利要求1所述的DDS中间件应用识别符的生成方法，其特征在于，释放模块，用于在获取所述堆内存空间后，释放所述堆内存空间。

10.一种DDS中间件应用识别符的配置装置，其特征在于，所述DDS中间件应用识别符为采用如权利要求1-4中任一项所述的DDS中间件识别符的生成方法生成，所述配置装置包括：

参数提取模块，用于当判定目标应用程序所运行的底层操作系统为嵌入式系统时，获取默认DDS域参与者Qos参数，赋值到域参与者Qos的局部变量中；

赋值模块，用于当生成所述随机数后，以所述随机数作为所述DDS中间件识别符设置为所述参与者Qos局部变量中的应用识别符；

配置模块，用于将所述参与者Qos局部变量设置为所述默认DDS域参与者Qos。

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