CN115334141A - 一种基于心跳机制的双向数据传输系统、方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于心跳机制的双向数据传输系统、方法及装置,所述系统包括客户端和服务器;客户端以设置的频率向服务器发送状态消息;服务器根据接收的状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;服务器查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端;其中,所述设置的频率包括预先设置的固定频率和基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录进行动态调整的频率。本发明只使用一种消息机制,在不增加网络传输冗余性的情况下,实现客户端和服务器双向数据的近实时传输。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于心跳机制的双向数据传输系统、方法及装置,属于信息安全技术领域。
背景技术
在大规模C/S架构下,客户端通过心跳机制与服务器保持通信,上报客户端状态。若服务器有内容发送给客户端,则使用专门的数据传输通道来传输。或者通过专门的消息机制,比如pub-sub订阅机制,让客户端来主动监听。在业务数据量大的情况下,使用专门的传输通道或者消息机制是必要,但是若是业务数据非常低频,而且数据量非常小,则不太合适。开辟另外的消息通道,还会增加运维和开发的成本。
为了满足IT系统的监管要求,同时降低开发的复杂度,最好的方法是使用一个消息机制来同时实现心跳检测和低频、小数据传输的要求。若是使用两个消息机制,则管理和开发成本会增加。若是两者共用一个机制,则大量客户可能持续发送大量无价值的心跳同步信息。虽然可以通过降低心跳的频率来降低通信数据量,但是那样的话两者传递数据的实时性又会打折扣。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种基于心跳机制的双向数据传输系统、方法及装置,能够只使用一种消息机制,在不增加网络传输量的情况下,实现客户端和服务器双向数据的实时传输。为达到上述目的,本发明是采用下述技术方案实现的:
第一方面,本发明提供了一种基于心跳机制的双向数据传输系统,包括客户端和服务器;
客户端以设置的频率向服务器发送状态消息;
服务器根据接收的状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
服务器查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端;
其中,所述设置的频率包括预先设置的默认频率以及基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录进行动态调整的频率。
结合第一方面,进一步地,所述状态消息为:表示当前客户端进入更新状态的消息。
结合第一方面,进一步地,服务器更新客户端列表中对应客户端的状态标志,包括:
服务器根据接收的状态消息,更新对应客户端的状态标志为“在线”;
若客户端的状态标志为“在线”,且距离上次接收状态消息的时间间隔超过预先设置的默认频率,更新该客户端的状态标志为“离线”。
结合第一方面,进一步地,服务器返回消息至对应客户端,包括:
若客户端列表中该客户端的数据列表无业务数据,返回空消息至该客户端;
若客户端列表中该客户端的数据列表存在业务数据,且数据列表中业务数据数量大于1条,则返回数据列表中第一条业务数据和数据标志位至该客户端;若数据列表中业务数据数量有且仅有1条,则返回业务数据至该客户端。
结合第一方面,进一步地,确定进行动态调整的频率,包括:服务器的返回消息为空消息时,
基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减;若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率;
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长,若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率;
其中,频率由低到高依次为:默认频率、第一频率、第二频率。
结合第一方面,进一步地,,确定进行动态调整的频率,还包括:服务器的返回消息不为空消息时,
判断服务器的返回消息是否存在数据标志位:
若存在数据标志位,确定下一时刻的频率为第二频率,并在第一预设时长内保持频率为第二频率;
若不存在数据标志位,基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减;若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率;
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长,若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率;其中,频率由低到高依次为:默认频率、第一频率、第二频率。
第二方面,本发明提供了一种基于心跳机制的双向数据传输方法,由客户端执行,包括:
以设置的频率向服务器发送状态消息;
基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录,动态调整下一时刻的频率。
第三方面,本发明提供了一种基于心跳机制的双向数据传输装置,设于客户端,包括:
发送模块:用于以设置的频率向服务器发送状态消息;
频率调整模块:用于基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录,动态调整下一时刻的频率。
第四方面,本发明提供了一种基于心跳机制的双向数据传输方法,由服务器执行,包括:
根据接收的客户端状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端。
第五方面,本发明提供了一种基于心跳机制的双向数据传输装置,设于服务器,包括:
更新模块:用于根据接收的客户端状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
返回消息模块:用于查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端。
与现有技术相比,本发明实施例所提供的一种基于心跳机制的双向数据传输系统、方法及装置所达到的有益效果包括:
本发明包括客户端和服务器;客户端以设置的频率向服务器发送状态消息;服务器根据接收的状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;服务器查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端;本发明客户端接收服务端的消息,并发送状态消息,由于只使用一个消息机制,开发和运维成本低,又能保证策略更新及时性和减少数据传输量。既保证了客户端与服务器的持续连接,又能够实时传递策略和指令,达到了较好的平衡;
本发明客户端设置的频率包括预先设置的固定频率和基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录进行动态调整的频率;本发明提供了客户端的频率能够动态调整,在不增加网络传输量的情况下,实现了较为实时的双向数据传输效果。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种基于心跳机制的双向数据传输方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一:
本发明实施例提供了一种基于心跳机制的双向数据传输系统,包括客户端和服务器,均运行在电子设备上,包括PC、手机、平板,有屏幕或者无屏幕的设备均能够运行。服务器是持续运行,被动接收来自客户端的消息,不主动向客户端发送消息。
客户端在电子设备开机后自动运行,以设置的频率向服务器发送状态消息。设置的频率包括预先设置的固定频率和基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录进行动态调整的频率。状态消息表示当前客户端进入状态更新状态的消息。状态消息为:表示当前客户端进入更新状态的消息。客户端状态包括:在线状态和心跳状态。
服务器更新客户端列表中对应客户端的状态标志,包括:
服务器根据接收的状态消息,更新对应客户端的状态标志为“在线”;
若客户端的状态标志为“在线”,且距离上次接收状态消息的时间间隔超过预设的默认频率,更新该客户端的状态标志为“离线”。
服务器返回消息至对应客户端,包括:
若客户端列表中该客户端的数据列表无业务数据,返回空消息至该客户端;
若客户端列表中该客户端的数据列表存在业务数据,且数据列表中业务数据数量大于1条,则返回数据列表中第一条业务数据和数据标志位至该客户端;若数据列表中业务数据数量有且仅有1条,则返回业务数据至该客户端。
确定进行动态调整的频率,包括:服务器的返回消息为空消息时,
基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减;若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率;
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长,若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率;
其中,频率由低到高依次为:默认频率、第一频率、第二频率。
确定进行动态调整的频率,还包括:服务器的返回消息不为空消息时,
判断服务器的返回消息是否存在数据标志位:
若存在数据标志位,确定下一时刻的频率为第二频率,并在第一预设时长内保持频率为第二频率;
若不存在数据标志位,基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减;若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率;
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长,若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率;
其中,频率由低到高依次为:默认频率、第一频率、第二频率。
实施例二:
本发明实施例提供了一种基于心跳机制的双向数据传输方法,由客户端执行,包括:
以设置的频率向服务器发送状态消息;
基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录,动态调整下一时刻的频率。
实施例三:
本发明实施例提供了一种基于心跳机制的双向数据传输装置,设于客户端,包括:
发送模块:用于以设置的频率向服务器发送状态消息;
频率调整模块:用于基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录,动态调整下一时刻的频率。
实施例四:
本发明实施例提供了一种基于心跳机制的双向数据传输方法,由服务器执行,包括:
根据接收的客户端状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端。
实施例五:
本发明实施例提供了一种基于心跳机制的双向数据传输装置,设于服务器,包括:
更新模块:用于根据接收的客户端状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
返回消息模块:用于查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端。
实施例六:
基于实施例一至五,本实施例介绍图1所示实施例的一种基于心跳机制的双向数据传输方法的具体流程:
步骤1:客户端开机后默认的在线状态为“离线”,主动连接预先设置的服务器。连接方式是HTTP、SOCKET、UDP或者其他自定义消息中的任意一种。当客户端与服务器连接成功,则客户端的在线状态改为“在线”;若连接不成功,则按照预先设置的连接方式重新连接,直至连接成功。
步骤2:客户端与服务器连接成功后,将心跳状态改为“正常”,以预先设置的默认频率向服务器发送状态消息。
在本实施例中,预先设置的默认频率为1分钟/次,即客户端每一分钟向服务器上报一次自己的状态。在本实施例中,消息格式为JSON对象,包括客户端信息、状态消息、当前时间。
步骤3:服务器维护一个客户端列表,保存每个客户端的信息。
客户端信息包含当前状态、最近更新时间,客户端列表能够存放多份数据。
服务器根据接收的状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志,包括:根据状态消息中的客户端编号找到对应的客户端列表,更新该客户端的“最近更新时间”,并被动更新对应客户端的状态标志为“在线”。若客户端的状态标志为“在线”,按照预先设置的频率检查所有“在线”客户端的状态。若是最近更新时间超过预设时间,比如3分钟,主动更新该客户端的状态标志为“离线”,不再定期更新其状态。
步骤4:服务器返回消息至对应客户端。
服务器查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端,包括:
若客户端列表中该客户端的数据列表无业务数据,返回空消息至该客户端;
若客户端列表中该客户端的数据列表存在业务数据,且数据列表中业务数据数量大于1条,则返回数据列表中第一条业务数据和数据标志位至该客户端;若数据列表中业务数据数量有且仅有1条,则返回业务数据至该客户端。
步骤5:客户端收到服务器的回复消息后,检查数据部分的内容,根据内容来更新本地的心跳状态,确定下一时刻的动态调整的频率。
基于服务器的返回消息,若服务器的返回消息为空信息,不存在数据标志位,客户端心跳状态为“正常”,调用预测模块。
基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率:
若概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率。比如,第一阈值为10%,默认频率已预先设置为1分钟/次。
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减。在本实施例中,第二阈值为50%,第一频率为10秒钟/次,第一预设时长为2分钟。若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率。若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率。在本实施例中,第二频率为1秒钟/次。
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长。在本实施例中,第二预设时长为30秒。若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率。若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率。
在预测准确的情况下,接收下一个新数据的等待时间由1分钟降至1秒钟。
基于服务器的返回消息,若是服务器的返回消息不为空消息,则提取数据并做相应的处理。
判断服务器的返回消息是否存在数据标志位:
若存在数据标志位,将客户端心跳状态改为“立即”,即延时时间为0,确定下一时刻的频率为第二频率,并在第一预设时长内保持频率为第二频率;
若不存在数据标志位,基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减。若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率。若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率。若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长。若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率。若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率。
重复该过程,能够只使用一个消息机制,同时实现监控状态和传输数据。开发和运维成本低,又能保证策略更新及时性和减少数据传输量。既保证了客户端与服务器的持续连接,又能够实时传递策略和指令,达到了较好的平衡。由于心跳频率能够动态调整,传输数据的延迟相对较小,能够在不增加网络传输量的情况下,实现了较为实时的双向数据传输效果。
在本实施例中,预测模块采用线性分类器,输入为时间(24小时制)、是否节假日、一周第几天和客户编号,输出为下一秒服务器发送业务数据的概率。每次服务器发送业务数据时都记录,使用最近的1000条数据用于训练。
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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于心跳机制的双向数据传输系统,其特征在于,包括客户端和服务器;
客户端以设置的频率向服务器发送状态消息;
服务器根据接收的状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
服务器查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端;
其中,所述设置的频率包括预先设置的默认频率以及基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录进行动态调整的频率。
2.根据权利要求1所述的基于心跳机制的双向数据传输系统,其特征在于,所述状态消息为:表示当前客户端进入更新状态的消息。
3.根据权利要求1所述的基于心跳机制的双向数据传输系统,其特征在于,服务器更新客户端列表中对应客户端的状态标志,包括:
服务器根据接收的状态消息,更新对应客户端的状态标志为“在线”;
若客户端的状态标志为“在线”,且距离上次接收状态消息的时间间隔超过预先设置的默认时间间隔,更新该客户端的状态标志为“离线”,其中所述默认时间间隔为:以默认频率发送状态消息时两次发送之间的时间间隔。
4.根据权利要求1所述的基于心跳机制的双向数据传输系统,其特征在于,服务器返回消息至对应客户端,包括:
若客户端列表中该客户端的数据列表无业务数据,返回空消息至该客户端;
若客户端列表中该客户端的数据列表存在业务数据,且数据列表中业务数据数量大于1条,则返回数据列表中第一条业务数据和数据标志位至该客户端;若数据列表中业务数据数量有且仅有1条,则返回业务数据至该客户端。
5.根据权利要求4所述的基于心跳机制的双向数据传输系统,其特征在于,确定进行动态调整的频率,包括:服务器的返回消息为空消息时,
基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减;若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率;
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长,若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率;
其中,频率由低到高依次为:默认频率、第一频率、第二频率。
6.根据权利要求5所述的基于心跳机制的双向数据传输系统,其特征在于,确定进行动态调整的频率,还包括:服务器的返回消息不为空消息时,
判断服务器的返回消息是否存在数据标志位:
若存在数据标志位,确定下一时刻的频率为第二频率,并在第一预设时长内保持频率为第二频率;
若不存在数据标志位,基于服务器历史数据记录预测服务器下一时刻存在待发送的数据的概率,概率小于等于预设第一阈值,确定下一时刻的频率为默认频率;
若概率大于预设第一阈值且小于等于第二阈值,确定下一时刻的频率为第一频率,并在第一预设时长内按预设衰减系数逐次衰减;若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则继续逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则更新再下一时刻频率为第二频率;
若概率大于预设第二阈值,确定下一时刻的频率为第二频率,并持续第二预设时长,若服务器的返回消息为空消息或不存在数据标志位,则衰减频率为第一频率,并逐次衰减频率,直到频率为默认频率;若服务器的返回消息存在数据标志位,则再下一时刻频率为第二频率;
其中,频率由低到高依次为:默认频率、第一频率、第二频率。
7.一种基于心跳机制的双向数据传输方法,其特征在于,由客户端执行,包括:
以设置的频率向服务器发送状态消息;
基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录,动态调整下一时刻的频率。
8.一种基于心跳机制的双向数据传输装置,其特征在于,设于客户端,包括:
发送模块:用于以设置的频率向服务器发送状态消息;
频率调整模块:用于基于服务器的返回消息和服务器历史数据记录,动态调整下一时刻的频率。
9.一种基于心跳机制的双向数据传输方法,其特征在于,由服务器执行,包括:
根据接收的客户端状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端。
10.一种基于心跳机制的双向数据传输装置,其特征在于,设于服务器,包括:
更新模块:用于根据接收的客户端状态消息,更新客户端列表中对应客户端的状态标志;
返回消息模块:用于查询客户端列表中对应客户端的数据列表,返回消息至对应客户端。
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