CN112711488B - 基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统，该方法和系统在工程人员通过配置工具进行初始化操作时，服务端将工程人员在配置工具中所选择的厂站或者设备的信息组成初始化命令，通过Kafak消息队列发出初始化命令，子站收到初始化命令之后，将所有的设备信息通过Kafka消息队列返回给主站，服务端的消费服务接收子站上送的信息处理后存入数据库中。本发明采用Dubbo微服务框架和Kafka消息队列，服务器使用Docker虚拟化技术，使系统各个功能之间完全解耦，避免了个别子站或者子站中的数据更新带来的全部系统更新造成的数据冗余处理，减少的系统工作负荷提高了工作效率的同时，保障了系统数据更新的可靠性。

Description

基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统

技术领域

本发明涉及计算机软件领域，具体涉及一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统。

背景技术

在传统的电网自动化系统中，当新增了子站或者子站中新增了一次设备和二次设备，工程人员就需要使用配置工具对某个子站进行初始化操作来获取新增厂站或者设备的信息，虽然新增的设备数量不会很大，但进行初始化操作时会对所有的设备信息进行初始化，短时间内系统便会收到子站上送的大量数据，会造成服务器的压力陡增，使系统其他功能的性能直线下降。近些年来随着社会不断发展，电网规模越来越庞大，子站的数量越来越多，在传统的电网自动化系统中，服务器更是不堪重负，如何提高系统性能满足日益扩大的电网规模是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统，用于解决传统电网故障信息主站系统短时间接收大量的数据导致其性能下降的问题。

为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法，包括如下步骤：

客户端向服务端发送初始化请求；

服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站；

子站根据接收到的初始化命令将初始化对象信息发送到Kafka消息队列中，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息，将设备的初始化信息返回给主站，并存储到数据库的特定存储区域。

进一步的，所述初始化请求包括操作类型参数，服务端根据操作类型参数判断初始化对象是电网系统中的一次设备或二次设备。

进一步的，所述初始化请求包括唯一标识sKey；所述服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站包括：

判断唯一标识sKey是否为空：

若sKey为空则为客户端首次发送初始化请求，同时生成一个sKey作为此次初始化操作的唯一标识；根据初始化请求中的参数组成初始化命令，将初始化命令通过Kafka消息队列发出并接受对象信息；存储初始化状态，将唯一标识sKey和初始化状态信息反馈给客户端；

若sKey不为空则不是客户端首次发送初始化请求，视为轮询请求；初始化生产者微服务根据唯一标识到Redis数据库中查询此次初始化操作的状态：若状态值为1，代表初始化过程正在进行，将唯一标识sKey和初始化的状态信息反馈给客户端；若状态值为0，代表初始化过程已完成，则从数据库中查找到对应设备的初始化数据，并反馈给客户端。

进一步的，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息包括：

通过对象信息中的消息ID和消息标识位判断该对象信息是组标题信息或设备信息：若是组标题信息，则将解析得到的组标题初始化数据在数据库中特定存储区域进行更新；若对象信息是设备信息，则通过解析得到设备的初始化信息，确定对应的设备类型，将解析得到的设备初始化信息在数据库中特定存储区域进行更新。

进一步的，还包括将Redis数据库中的状态值更改为0。

本发明的第二方面提供了一种基于微服务和消息队列的设备初始化系统，包括客户端、服务端、主站、子站和数据库；

客户端向服务端发送初始化请求；

服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站；

子站根据接收到的初始化命令将初始化对象信息发送到Kafka消息队列中，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息，将设备的初始化信息返回给主站，并存储到数据库的特定存储区域。

进一步的，所述初始化请求包括操作类型参数，服务端根据操作类型参数判断初始化对象是电网系统中的一次设备或二次设备。

进一步的，所述初始化请求包括唯一标识sKey；所述服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站包括：

判断唯一标识sKey是否为空：

若sKey为空则为客户端首次发送初始化请求，同时生成一个sKey作为此次初始化操作的唯一标识；根据初始化请求中的参数组成初始化命令，将初始化命令通过Kafka消息队列发出并接受对象信息；存储初始化状态，将唯一标识sKey和初始化状态信息反馈给客户端；

若sKey不为空则不是客户端首次发送初始化请求，视为轮询请求；初始化生产者微服务根据唯一标识到Redis数据库中查询此次初始化操作的状态：若状态值为1，代表初始化过程正在进行，将唯一标识sKey和初始化的状态信息反馈给客户端；若状态值为0，代表初始化过程已完成，则从数据库中查找到对应设备的初始化数据，并反馈给客户端。

进一步的，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息包括：

通过对象信息中的消息ID和消息标识位判断该对象信息是组标题信息或设备信息：若是组标题信息，则将解析得到的组标题初始化数据在数据库中特定存储区域进行更新；若对象信息是设备信息，则通过解析得到设备的初始化信息，确定对应的设备类型，将解析得到的设备初始化信息在数据库中特定存储区域进行更新。

进一步的，还包括将Redis数据库中的状态值更改为0。

综上所述，本发明提供了一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统，该方法和系统在工程人员通过配置工具进行初始化操作时，服务端将工程人员在配置工具中所选择的厂站或者设备的信息组成初始化命令，通过Kafak消息队列发出初始化命令，子站收到初始化命令之后，将所有的设备信息通过Kafka消息队列返回给主站，服务端的消费服务接收子站上送的信息处理后存入数据库中。本发明采用Dubbo微服务框架和Kafka消息队列，服务器使用Docker虚拟化技术，使系统各个功能之间完全解耦。避免了个别子站或者子站中的数据更新带来的全部系统更新造成的数据冗余处理，减少的系统工作负荷提高了工作效率的同时，保障了系统数据更新的可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例公开的基于微服务和消息队列的设备初始化方法流程图；

图2是本发明实施例公开的初始化生产者服务流程图；

图3是本发明实施例公开的初始化消费者服务流程图；

图4本发明实施例公开的基于微服务和消息队列的设备初始化系统框图。

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明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明采用Dubbo微服务框架和Kafka消息队列，服务器使用Docker虚拟化技术，使系统各个功能之间完全解耦。在新系统中，当工程人员通过配置工具进行初始化操作时，服务端便会将工程人员在配置工具中所选择的厂站或者设备的信息组成初始化命令，通过Kafak消息队列发出初始化命令，子站收到初始化命令之后，便会将所有的设备信息通过Kafka消息队列返回给主站，服务端的消费服务便会接收子站上送的信息处理后存入数据库中。

本发明主要用于电网自动化web平台中初始化的操作，提供了一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S100，客户端向服务端发送初始化请求。

步骤S200，服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站；

步骤S300，子站根据接收到的初始化命令将初始化对象信息发送到Kafka消息队列中，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息，将设备的初始化信息返回给主站，并存储到数据库的特定存储区域。

进一步的，所述初始化请求包括操作类型参数，服务端根据操作类型参数判断初始化对象是电网系统中的一次设备或二次设备。

进一步的，所述初始化请求包括唯一标识sKey；所述服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站包括：判断唯一标识sKey是否为空：若sKey为空则为客户端首次发送初始化请求，同时生成一个sKey作为此次初始化操作的唯一标识；根据初始化请求中的参数组成初始化命令，将初始化命令通过Kafka消息队列发出并接受对象信息；存储初始化状态，将唯一标识sKey和初始化状态信息反馈给客户端；若sKey不为空则不是客户端首次发送初始化请求，视为轮询请求；初始化生产者微服务根据唯一标识到Redis数据库中查询此次初始化操作的状态：若状态值为1，代表初始化过程正在进行，将唯一标识sKey和初始化的状态信息反馈给客户端；若状态值为0，代表初始化过程已完成，则从数据库中查找到对应设备的初始化数据，并反馈给客户端。

进一步的，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息包括：通过对象信息中的消息ID和消息标识位判断该对象信息是组标题信息或设备信息：若是组标题信息，则将解析得到的组标题初始化数据在数据库中特定存储区域进行更新；若对象信息是设备信息，则通过解析得到设备的初始化信息，确定对应的设备类型，将解析得到的设备初始化信息在数据库中特定存储区域进行更新。

进一步的，还包括将Redis数据库中的状态值更改为0。

具体的，当用户使用配置工具对某个设备进行初始化操作时，服务端会通过操作类型参数来判断用户的初始化对象是一次设备还是二次设备。

如图2所示，当用户对一次设备进行初始化时，初始化程序入口便会调用一次设备初始化服务。首先服务端会获取客户端传入的StationId(厂站ID)、sKey(客户端用于轮询的唯一标识)、103addr(103地址)，接着会判断sKey是否为空，若sKey为空则代表这是客户端首次发起请求，同时生成一个sKey当作此次初始化操作的唯一标识，然后通过从客户端请求中获取的参数按照国网通讯规约组成一次设备初始化命令并将命令通过Kafka消息队列发出，之后以sKey作为Redis缓存数据库的key，1为value(1代表此次操作正在进行中，用于轮询判断此次初始化是否执行完成)存入Redis缓存数据库，最后将sKey和初始化状态Status返回给客户端用于后续轮询操作。若sKey不为空则代表已发送过初始化命令，此次操作是轮询操作。首先根据sKey从Redis读取status，若status为0则代表初始化成功，而后根据stationId、103addr、cpu_code三个参数从数据库中查询出此设备的初始化信息并返回给客户端(初始化信息如何存储进数据库中详见下文初始化消费服务)；若status不为0则代表初始化过程还在进行中，则仍将sKey和status返回给客户端供后续轮询使用。

如图2所示，当用户对二次设备进行初始化时，初始化程序入口便会调用二次设备初始化服务。首先服务端会获取客户端传入的StationId(厂站ID)、sKey(客户端用于轮询的唯一标识)、103addr(103地址)、103group(组号)、103item(条目号)，接着会判断sKey是否为空，若sKey为空则代表这是客户端首次发起请求，同时生成一个sKey当作此次初始化操作的唯一标识，然后通过从客户端请求中获取的参数按照国网通讯规约组成二次设备初始化命令并将命令通过Kafka消息队列发出，之后以sKey作为Redis缓存数据库的key，1为value(1代表此次操作正在进行中，用于轮询判断此次初始化是否执行完成)存入Redis缓存数据库，最后将sKey和初始化状态Status返回给客户端用于后续轮询操作。若sKey不为空则代表已发送过初始化命令，此次操作是轮询操作。首先根据sKey从Redis读取status，若status为0则代表初始化成功，而后根据stationId、103group两个参数从数据库中查询出此设备的初始化信息并返回给客户端(初始化信息如何存储进数据库中详见下文初始化消费服务)；若status不为0则代表初始化过程还在进行中，则仍将sKey和status返回给客户端供后续轮询使用。

初始化消费者服务流程图如图3所示。子站收到初始化命令后，便会将设备信息返回给主站，kafka消费者服务收到子站返回的消息之后首先获取messageId(用来区分此消息属于组标题还是设备信息)和flag(用来区分一次设备和二次设备)，之后调用相应的消费者服务。当收到消息属于组标题时，遍历消息集合，然后根据stationId和103addr将现存的信息删除防止数据重复，之后将处理后的数据存入数据库，并将Redis中sKey对应的值更改为0(表示初始化成功)。当收到消息属于设备信息时，首先根据stationI的、103group、103addr、cpu_code参数将数据库中的数据删除，随后将子站发送的数据解析，解析之后通过设备名称来判断返回的数据为哪种设备(如母线、线路、电容器、变压器、电抗器等)，之后将解析后的数据存储到每种设备类型对应的数据库表中，最后将Redis中sKey对应的值更改为0(表示初始化成功)。

本发明的第二方面提供了一种基于微服务和消息队列的设备初始化系统，如图4所示，包括客户端、服务端、主站、子站和数据库；客户端向服务端发送初始化请求；服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站；子站根据接收到的初始化命令将初始化对象信息发送到Kafka消息队列中，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息，将设备的初始化信息返回给主站，并存储到数据库的特定存储区域。

综上所述，本发明提供了一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法和系统，该方法和系统在工程人员通过配置工具进行初始化操作时，服务端将工程人员在配置工具中所选择的厂站或者设备的信息组成初始化命令，通过Kafak消息队列发出初始化命令，子站收到初始化命令之后，将所有的设备信息通过Kafka消息队列返回给主站，服务端的消费服务接收子站上送的信息处理后存入数据库中。本发明采用Dubbo微服务框架和Kafka消息队列，服务器使用Docker虚拟化技术，使系统各个功能之间完全解耦。避免了个别子站或者子站中的数据更新带来的全部系统更新造成的数据冗余处理，减少的系统工作负荷提高了工作效率的同时，保障了系统数据更新的可靠性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种基于微服务和消息队列的设备初始化方法，其特征在于，包括如下步骤：

客户端向服务端发送初始化请求，所述初始化请求包括唯一标识sKey；

服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站，包括：判断唯一标识sKey是否为空：若sKey为空则为客户端首次发送初始化请求，同时生成一个sKey作为此次初始化操作的唯一标识；根据初始化请求中的参数组成初始化命令，将初始化命令通过Kafka消息队列发出并接受对象信息；存储初始化状态，将唯一标识sKey和初始化状态信息反馈给客户端；若sKey不为空则不是客户端首次发送初始化请求，视为轮询请求；初始化生产者微服务根据唯一标识到Redis数据库中查询此次初始化操作的状态：若状态值为1，代表初始化过程正在进行，将唯一标识sKey和初始化的状态信息反馈给客户端；若状态值为0，代表初始化过程已完成，则从数据库中查找到对应设备的初始化数据，并反馈给客户端；

子站根据接收到的初始化命令将初始化对象信息发送到Kafka消息队列中，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息，将设备的初始化信息返回给主站，并存储到数据库的特定存储区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始化请求包括操作类型参数，服务端根据操作类型参数判断初始化对象是电网系统中的一次设备或二次设备。

3.根据权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息包括：

通过对象信息中的消息ID和消息标识位判断该对象信息是组标题信息或设备信息：若是组标题信息，则将解析得到的组标题初始化数据在数据库中特定存储区域进行更新；若对象信息是设备信息，则通过解析得到设备的初始化信息，确定对应的设备类型，将解析得到的设备初始化信息在数据库中特定存储区域进行更新。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括将Redis数据库中的状态值更改为0。

5.一种基于微服务和消息队列的设备初始化系统，其特征在于，包括客户端、服务端、主站、子站和数据库；

客户端向服务端发送初始化请求，所述初始化请求包括唯一标识sKey；

服务端根据初始化对象调用相应的初始化生产者微服务，通过Kafka消息队列将初始化命令发送给对应的子站，包括：判断唯一标识sKey是否为空：若sKey为空则为客户端首次发送初始化请求，同时生成一个sKey作为此次初始化操作的唯一标识；根据初始化请求中的参数组成初始化命令，将初始化命令通过Kafka消息队列发出并接受对象信息；存储初始化状态，将唯一标识sKey和初始化状态信息反馈给客户端；若sKey不为空则不是客户端首次发送初始化请求，视为轮询请求；初始化生产者微服务根据唯一标识到Redis数据库中查询此次初始化操作的状态：若状态值为1，代表初始化过程正在进行，将唯一标识sKey和初始化的状态信息反馈给客户端；若状态值为0，代表初始化过程已完成，则从数据库中查找到对应设备的初始化数据，并反馈给客户端；

子站根据接收到的初始化命令将初始化对象信息发送到Kafka消息队列中，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息，将设备的初始化信息返回给主站，并存储到数据库的特定存储区域。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述初始化请求包括操作类型参数，服务端根据操作类型参数判断初始化对象是电网系统中的一次设备或二次设备。

7.根据权利要求5或6任一所述的系统，其特征在于，初始化消费者微服务对该对象信息进行解析得到设备的初始化信息包括：

通过对象信息中的消息ID和消息标识位判断该对象信息是组标题信息或设备信息：若是组标题信息，则将解析得到的组标题初始化数据在数据库中特定存储区域进行更新；若对象信息是设备信息，则通过解析得到设备的初始化信息，确定对应的设备类型，将解析得到的设备初始化信息在数据库中特定存储区域进行更新。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括将Redis数据库中的状态值更改为0。