CN115640153B

CN115640153B - 系统架构、消息处理方法、装置、电子设备及存储介质

Info

Publication number: CN115640153B
Application number: CN202211652896.2A
Authority: CN
Inventors: 方翔; 吕悦川; 钱炜
Original assignee: Beijing Zhilianan Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Zhilianan Technology Co ltd
Priority date: 2022-12-22
Filing date: 2022-12-22
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2042-12-22
Also published as: CN115640153A

Abstract

本公开是关于一种系统架构、消息处理方法、装置、电子设备及存储介质。该系统架构为基于lwip socket的软件通信的系统架构，运行于电子设备，所述系统架构包括：消息接收模块，被配置为接收消息；所述消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种；异步通知模块，被配置为根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理；处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。该系统架构能够降低socket使用的复杂性，只需关注自身业务逻辑和数据处理即可，极大节省了系统消耗，降低了使用者开发和维护成本。

Description

系统架构、消息处理方法、装置、电子设备及存储介质

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种系统架构、消息处理方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

软件架构是一系列相关的抽象模式，用于指导大型软件系统各个方面的设计。从本质上来看，软件架构是一种系统草图，软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构件的描述、构件的相互作用、指导构件集成的模式以及这些模式的约束组成。

相关技术中，开源的蜂窝物联网模块的OpenCPU方案（一种以模块作为主处理器的应用方式），基于开源软件lwip（一个轻量级的TCP/IP协议栈实现）进行扩展，并将lwip接口直接或简易封装后便开放至用户使用。但是这种方式中所有的Socket（套接字）管理基于一个独立的tcpip线程，该线程所有的信号同步皆是基于一个信号量，受此影响用户需要至少设计两个线程，一个线程用于本身应用逻辑处理，另一个线程用于单独处理Socket接收数据，且每当用户进行新应用开发时，此类设计将重复实现且不具备重用性，无疑增加了冗余的函数功能和代码量，加大了开发难度。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种系统架构、消息处理方法、装置、电子设备及存储介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种系统架构，所述系统架构为基于lwipsocket的软件通信的系统架构，运行于电子设备，所述系统架构包括：

消息接收模块，被配置为接收消息；所述消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种；

异步通知模块，被配置为根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理；

处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。

在一些实施例中，所述处理模块包括系统消息处理模块、硬件消息处理模块、应用消息处理模块、Socket消息处理模块中的一种或多种。

在一些实施例中，所述消息接收模块、所述硬件消息处理模块、所述系统消息处理模块设置在硬件抽象层（HAL），应用消息处理模块设置在应用层。

在一些实施例中，所述异步通知模块、所述Socket消息处理模块设置在硬件抽象层（HAL）或者设置在IOTC层。

在一些实施例中，所述IOTC层设置在所述硬件抽象层和应用层之间。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种消息处理方法，通过第一方面所述的系统架构执行所述消息处理方法，所述消息处理方法包括：

通过所述消息接收模块接收消息；所述消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种；

通过所述异步通知模块根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理；

通过所述处理模块根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。

在一些实施例中，所述通过所述异步通知模块根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理，包括：

若所述消息为系统消息，则转至所述系统消息处理模块进行处理；

若所述消息为硬件消息，则转至所述硬件消息处理模块进行处理；

若所述消息为应用消息，则转至所述应用消息处理模块进行处理；

若所述消息为Socket消息，则转至所述Socket消息处理模块进行处理。

在一些实施例中，所述通过所述处理模块根据所接收到的消息，进行对应的事件处理，包括：

若所述消息为用户请求Socket消息，则基于所述用户请求Socket携带的用户请求执行所述用户请求对应的操作；

若所述消息为其他Socket消息，则调用所述其他Socket消息对应的回调函数。

根据本公开实施例提供的第三方面，提供一种消息处理装置，所述装置包括：

所述处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。

在一些实施例中，所述异步通知模块，被配置为：

在一些实施例中，所述处理模块，被配置为：

根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行如本公开实施例的第二方面中任一项所述的消息处理方法。

根据本公开实施例的第五方面，提供一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如本公开实施例的第第二方面中任一项所述的消息处理方法。

采用本公开的上述方法，具有以下有益效果：

本公开实施例提供的系统架构，该系统架构为基于lwip socket的软件通信的系统架构，运行于电子设备，该系统架构包括：消息接收模块，被配置为接收消息；消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种；异步通知模块，被配置为根据所接收的消息的类型，将消息同步至对应的处理模块进行处理；处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。这种系统架构，能够使lwip所有接口函数同步信号量均在一个线程中处理，对于使用者而言无需开辟线程进行socket处理，能够降低socket使用的复杂性，只需关注自身业务逻辑和数据处理即可，极大节省了系统消耗，降低了使用者开发和维护成本。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一示例性的实施例示出的一种系统架构的示意图；

图2是根据一示例性的实施例示出的一种系统架构的示意图；

图3是根据一示例性的实施例示出的一种消息处理方法的流程图；

图4是根据一示例性的实施例示出的一种消息处理过程的流程图；

图5是根据一示例性的实施例示出的一种消息处理过程的流程图；

图6是根据一示例性的实施例示出的一种消息处理装置的装置框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性的实施例示出的一种系统架构的示意图，该系统架构为基于lwip socket的软件通信的系统架构，运行于电子设备，参见图1，该系统架构包括：消息接收模块、异步通知模块和处理模块。其中，消息接收模块，被配置为接收消息；消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种；异步通知模块，被配置为根据所接收的消息的类型，将消息同步至对应的处理模块进行处理；处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。

在一些实施例中，处理模块包括系统消息处理模块、硬件消息处理模块、应用消息处理模块、Socket消息处理模块中的一种或多种。其中，系统消息处理模块用于处理系统消息，硬件消息处理模块用于处理硬件消息，应用消息处理模块用于处理应用消息，Socket消息处理模块用于处理Socket消息。

在一些实施例中，消息接收模块、硬件消息处理模块、系统消息处理模块设置在硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer，HAL），应用消息处理模块设置在应用层。

在一些实施例中，异步通知模块、Socket消息处理模块设置在硬件抽象层（HAL）或者设置在IOTC（Internet of Things customers，物联网客户）层。

在一些实施例中，IOTC层设置在HAL层和应用层之间。

在一些实施例中，系统架构还可以如图2所示，该系统架构包括：应用层、IOTC层以及HAL。

其中，应用层指示开发的应用。HAL用于实现硬件、OS（Operating System，操作系统）以及CAT1（一种中速率无线通信技术）技术的分离，该HAL提供了至少三种服务，包含硬件API（Application Programming Interface，应用程序接口）、System calls（系统调用）以及将CAT1技术适配成通用的网卡接口，开发人员能够基于HAL进行开发的应用能够实现代码复用，当硬件、OS、通信技术改变时只需适配HAL即可完成应用的移植。IOTC层包括IOTCAPI、socket manager（嵌套字管理者）以及异步通知模块，IOTC层用于对lwip进行的优化，该IOTC层是对第三方库和第三库中所采用的HAL中的相关接口进行封装得到的。其中，HAL并不需要实现应用级的设计，用户不使用IOTC库也能实现应用开发。

上述图1和图2的实施例仅是介绍了系统架构，下面结合图3所示的消息处理过程对本公开实施例的系统架构的消息处理方式进行说明。

图3是根据一示例性的实施例示出的一种消息处理方法的流程图，通过上述系统架构执行该消息处理方法，参见图3，该消息处理方法包括以下步骤：

步骤S301，通过消息接收模块接收消息；消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种。

本公开实施例中，消息接收模块用于接收消息，也就是说，消息接收模块用于捕获信号量。其中，消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种，对于每种类型的消息，消息接收模块可以调用与每种类型的消息相关的接口进行接收。

在一些实施例中，电子设备对接收到的消息队列进行初始化，然后通过消息接收模块从消息队列中取出待处理的消息。

在一些实施例中，在通过消息接收模块接收消息之后，还需要判断所接收的消息的类型。例如，判断消息是否是Socket消息，如果不是Socket消息，则继续判断是否是应用消息，如果不是应用消息，则继续判断是否是系统消息，如果不是系统消息，则继续判断是否是硬件消息。

步骤S302，通过异步通知模块根据所接收的消息的类型，将消息同步至对应的处理模块进行处理。

本公开实施例中，采用异步通知模块进行处理，能够实现不同类型的消息处理之间的分离，使每种类型的消息能够采用对应的处理模块进行处理，从而通过异步通知模块使应用程序可通过异步通知模块与soocket manager进行交互，实现模块之间的分离，由IOTC库中的soocket manager进行lwip管理，即采用了异步通知模块创建一个异步通知的线程（socket manager），通过该异步通知的线程对所有lwip socket进行统一管理，开发者使用iotc socket接口时实际是和socket manager进行交互，lwip需要进行同步的所有接口函数（例如recv、recvfrom、select、getaddrinfo等）都将被封装起来，socket manager进行所有lwlip相关的同步函数的实际调用，从而lwip就实现单线程调用的方式，避免了多线程开发的不稳定性。

在一些实施例中，若消息为系统消息，则转至系统消息处理模块进行处理；若消息为硬件消息，则转至硬件消息处理模块进行处理；若消息为应用消息，则转至应用消息处理模块进行处理；若消息为Socket消息，则转至Socket消息处理模块进行处理。其中，系统消息处理模块、硬件消息处理模块、应用消息处理模块和Socket消息处理模块分别采用各自的消息处理方式对消息进行处理。

步骤S303，通过处理模块根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。

本公开实施例中，对于应用程序来说，使用iotc socket的方式和相关技术中的lwip开发方式略有不同的地方是，开发者将不需要通过创建多余的接收线程去持续等待lwip的数据包，只需要传递给socket manager一个回调函数即可，socket manager监听用户的socket，当用户的socket有数据时，调用回调函数。并且，由于相关技术中的lwip本身用于函数同步的信号量只有一个，当多个线程需要使用同步函数时就会出现竞争，影响lwip的稳定性，因此，采用socket manager对同步函数进行封装，即由于socket manager是根据socket数量来创建的信号量，每个socket都具有独立的信号量管理，所以封装后的同步函数不会出现竞争。

例如，参见图4所示的消息处理过程的流程图。消息队列初始化，然后进行信号量捕获，基于捕获的信号量确定该信号量是否是Socket消息，如果是Socket消息，则进行Socket消息处理，如果不是Socket消息，则确定是否是应用消息，如果是应用消息，则进行应用消息处理，如果不是应用消息，则确定是否是系统消息，如果是系统消息，则进行系统消息处理，如果不是系统消息，则确定是否是硬件消息，如果是硬件消息，则进行硬件消息处理，如果不是硬件消息，则结束处理过程。

在一些实施例中，若消息为Socket消息，则转至Socket消息处理模块进行处理，包括：若消息为用户请求Socket消息，则基于用户请求Socket携带的用户请求执行用户请求对应的操作；若消息为其他Socket消息，则调用其他Socket消息对应的回调函数。

又例如，参见图5所示的消息处理过程，消息队列初始化，该消息队列用于存放接收到的消息；然后接收用户API请求socket；再调用lwip_select函数，该lwip_select函数是一种同步函数，即在未接收到请求时，一直等待请求，不会执行后续操作；调用该lwip_select函数判断接收到的socket是否是用户API请求socket，如果是用户API请求socket，则取出队列中的消息，然后如果该用户API请求socket是创建socket的请求，则创建socket，并将创建的socket添加到lwip_select函数所处理的socket中，如果该用户API请求socket是删除socket的请求，则删除socket，如果该用户API请求socket是ping（网络诊断工具）的请求，则尝试socket，如果是其他的情况，则采用对应的方式响应该请求。如果不是用户API请求socket，则确定是否是其他socket，如果是其他socket则调用对应的回调函数进行处理。

需要说明的是，在上述图5所示的处理过程中，在接收到的socket是用户API请求socket而执行之后相同的操作的同时，能够调用lwip_select函数继续对下一个接收到的socket进行处理。从而使处理用户API请求socket的过程与其他过程能够进行异步处理。

本公开实施例提供的消息处理方法，能够使lwip所有接口函数同步信号量均在一个线程中处理，对于使用者而言无需开辟线程进行socket处理，能够降低socket使用的复杂性，只需关注自身业务逻辑和数据处理即可，极大节省了系统消耗，降低了使用者开发和维护成本。并且，应用程序皆可通过本公开提供的消息处理方式进行开发，以使开发的应用程序之间代码风格一致，降低维护成本。

图6是根据一示例性的实施例示出的一种消息处理装置的装置框图，参见图6，该消息处理装置包括：

消息接收模块601，被配置为接收消息；消息的类型包括系统消息、硬件消息、应用消息和Socket消息中的一种或多种；

异步通知模块602，被配置为根据所接收的消息的类型，将消息同步至对应的处理模块进行处理；

处理模块603，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理。

本公开实施例提供的消息处理装置，能够使lwip所有接口函数同步信号量均在一个线程中处理，对于使用者而言无需开辟线程进行socket处理，能够降低socket使用的复杂性，只需关注自身业务逻辑和数据处理即可，极大节省了系统消耗，降低了使用者开发和维护成本。并且，应用程序皆可通过本公开提供的消息处理方式进行开发，以使开发的应用程序之间代码风格一致，降低维护成本。

在一些实施例中，异步通知模块602，被配置为：

若消息为系统消息，则转至系统消息处理模块进行处理；

若消息为硬件消息，则转至硬件消息处理模块进行处理；

若消息为应用消息，则转至应用消息处理模块进行处理；

若消息为Socket消息，则转至Socket消息处理模块进行处理。

在一些实施例中，异步通知模块602，被配置为：

若消息为用户请求Socket消息，则基于用户请求Socket携带的用户请求执行用户请求对应的操作；

若消息为其他Socket消息，则调用其他Socket消息对应的回调函数。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本公开实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为执行上述实施例中的消息处理方法。

本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行上述实施例中的消息处理方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种系统架构，其特征在于，所述系统架构为基于lwip socket的软件通信的系统架构，运行于电子设备，所述系统架构包括：

异步通知模块，被配置为根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理，以及被配置为创建异步通知线程；所述异步通知线程为IOTC库中的socketmanager，被配置为进行所有与lwip相关的同步函数的封装和实际调用，并被配置为监听用户的socket，并当所述用户的socket有数据时，调用回调函数，其中所述异步通知线程根据所述用户的socket数量创建信号量，以使每个所述socket具有独立的信号量管理；

处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理；

所述处理模块，被配置为被根据所接收到的消息，进行对应的事件处理，包括：

当所述消息为socket消息时，所述处理模块，被配置为调用lwip_select函数，确定接收到的socket消息是否是用户请求socket消息，若所述socket消息为用户请求socket消息，则基于所述用户请求socket消息携带的用户请求执行所述用户请求对应的操作，其中，若用户请求是创建socket的请求，则创建socket，并将创建的socket添加到所述lwip_select函数处理的socket中，若所述socket消息为其他socket消息，则调用所述其他Socket消息对应的回调函数；并且，在针对所述用户请求socket消息执行对应的操作的同时，调用所述lwip_select函数，对下一个接收到的socket消息进行处理。

2.根据权利要求1所述的系统架构，其特征在于，所述处理模块包括系统消息处理模块、硬件消息处理模块、应用消息处理模块、socket消息处理模块中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的系统架构，其特征在于，所述消息接收模块、所述硬件消息处理模块、所述系统消息处理模块设置在硬件抽象层（HAL），应用消息处理模块设置在应用层。

4.根据权利要求3所述的系统架构，其特征在于，所述异步通知模块、所述socket消息处理模块设置在硬件抽象层（HAL）或者设置在IOTC层。

5.根据权利要求4所述的系统架构，其特征在于，所述IOTC层设置在所述硬件抽象层和应用层之间。

6.一种消息处理方法，其特征在于，通过权利要求1-5任一所述的系统架构执行所述消息处理方法，所述消息处理方法包括：

通过所述处理模块根据所接收到的消息，进行对应的事件处理；

所述通过所述异步通知模块根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理包括：

通过所述异步通知模块创建异步通知线程，所述异步通知线程为IOTC库中的socketmanager，进行所有与lwip相关的同步函数的封装和实际调用，监听用户的socket，并当所述用户的socket有数据时，调用回调函数，其中所述异步通知线程根据所述用户的socket数量创建信号量，以使每个所述socket具有独立的信号量管理；

所述通过所述处理模块根据所接收到的消息，进行对应的事件处理，包括：

当所述消息为socket消息时，通过所述处理模块调用lwip_select函数，确定接收到的socket消息是否是用户请求socket消息，若所述socket消息为用户请求socket消息，则基于所述用户请求socket消息携带的用户请求执行所述用户请求对应的操作，其中，若用户请求是创建socket的请求，则创建socket，并将创建的socket添加到所述lwip_select函数处理的socket中，若所述socket消息为其他socket消息，则调用所述其他Socket消息对应的回调函数；并且，在针对所述用户请求socket消息执行对应的操作的同时，调用所述lwip_select函数，对下一个接收到的socket消息进行处理。

7.根据权利要求6所述的消息处理方法，其特征在于，所述通过所述异步通知模块根据所接收的消息的类型，将所述消息同步至对应的处理模块进行处理，包括：

8.一种消息处理装置，其特征在于，所述装置包括：

所述处理模块，被配置为根据所接收到的消息，进行对应的事件处理；

所述处理模块，被配置为当所述消息为socket消息时，调用lwip_select函数，确定接收到的socket消息是否是用户请求socket消息，若所述socket消息为用户请求socket消息，则基于所述用户请求socket消息携带的用户请求执行所述用户请求对应的操作，其中，若用户请求是创建socket的请求，则创建socket，并将创建的socket添加到所述lwip_select函数处理的socket中，若所述socket消息为其他socket消息，则调用所述其他socket消息对应的回调函数；并且，在针对所述用户请求socket消息执行对应的操作的同时，调用所述lwip_select函数，对下一个接收到的socket消息进行处理。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为执行如权利要求6-7中任一项所述的消息处理方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其特征在于，当所述存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得电子设备能够执行如权利要求6-7中任一项所述的消息处理方法。