CN117439997B - 一种基于模块化设计的通用p2p通信架构构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固件协议自动化技术领域，提供一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法。该方法包括：创建通信环境作为创建不同类型的P2P解释器对象的入口，定义解释器工厂抽象基类，继承解释器工厂类创建P2P解释器对象；定义命令解释器类解析P2P协议命令；创建元数据字典解析视频通道命令中的标志和相关参数信息，定义音频解释器类和视频解释器类，解析音频、视频数据；定义封装类封装命令请求的头部信息；定义变体装饰器处理反射方法类型的命令；定义命令发送类通过不同的命令编号调用不同的方法并注明命令的作用、参数和返回值，定义命令接收类解析接收到的不同命令的响应数据。本发明提高了代码的利用率和框架的通用性，降低了代码错误风险。
Description
技术领域
本发明涉及固件协议自动化技术领域，尤其涉及一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法。
背景技术
P2P(Peer-to-Peer)技术是物联网设备领域常用的一种技术，它的“打洞”技术避免了复杂的路由器配置和公网IP问题，实现了设备与用户的点对点直连，同时在提高物联网设备的连接性、安全性和便捷性方面具有关键作用。
对于数据传输，由于二进制格式相较于JSON格式具有较小的数据量，占用更少的传输带宽和存储空间；且可以进行参数定长或变长处理，在解包时可以直接根据协议长度获取参数，无需像JSON那样解析整个文本，这有利于嵌入式设备的高效解包，并对于资源受限的物联网设备尤为重要。所以P2P协议大都是按字段约定不同的字节类型和字节长度，使用二进制格式进行数据传输，而非JSON格式。
虽然使用二进制格式传输数据具有上述优势，但这同时也对测试固件P2P协议带来了挑战，如二进制数据不够直观，不如JSON格式易于阅读和调试，且每条命令号协议约定的字节类型、长度都不一样，测试人员需要耗费大量心神在封包、解包的过程调试上；对于功能项相差不多的设备，若使用的是其他P2P协议（如尚云等），甚至该协议同时约定了二进制、JSON两种格式进行数据传输，就需要重新编写测试业务代码，开发效率低下。
发明内容
本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法。
本发明提供一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，包括：
S1：创建通信环境，所述通信环境作为创建不同类型的P2P解释器对象的入口，定义解释器工厂抽象基类，由所述解释器工厂抽象基类继承解释器工厂类，所述解释器工厂类用于创建P2P解释器对象；
S2：定义命令解释器类及音视频解释器类，所述命令解释器类用于解析P2P协议命令，所述音视频解释器类用于解析音视频数据；
S3：创建元数据字典，所述元数据字典用于解析视频通道命令中的标志和相关参数信息，定义音频解释器类和视频解释器类，所述音频解释器类用于解析音频数据，所述视频解释器类用于解析视频数据；
S4：定义封装类，所述封装类用于封装命令请求的头部信息；
S5：定义变体装饰器，所述变体装饰器用于处理反射方法类型的命令；
S6：定义命令发送类和命令接收类，所述命令发送类通过不同的命令编号调用不同的方法并注明命令的作用、参数和返回值，所述命令接收类用于解析接收到的不同命令的响应数据。
根据本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，步骤S1中的所述解释器工厂抽象基类包括多个抽象方法，所述解释器工厂类对多个所述抽象方法具体实现。
根据本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，步骤S2中的所述命令解释器类为线程类，所述命令解释器类解析P2P协议命令的过程包括：
S21：所述命令解释器类通过循环调用第一接收方法接收P2P协议命令；
S22：所述第一接收方法通过调用P2P库中的第一接收函数接收P2P协议命令对应的命令数据并进行解析；
S23：所述第一接收方法将解析后的命令号和数据加入至原队列。
根据本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，步骤S3中的所述视频解释器类为线程类，所述视频解释器类解析视频数据的过程包括：
S31：所述视频解释器类调用第二接收方法接收视频数据；
S32：所述第二接收方法通过传入的类型数据区分P2P类型；
S33：所述第二接收方法调用第二接收函数接收所述P2P类型对应的P2P库的视频数据并进行解析；
S34：所述第二接收方法将解析后的视频数据加入至原队列。
根据本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，步骤S4中的所述头部信息为固定长度的二进制结构体，组成所述头部信息的字段包括：
协议头，表示协议的标识；
协议版本，表示协议的不同版本；
命令编号，表示请求的命令类型；
数据体长度，表示请求数据体的大小；
保留字段，用于未来扩展。
根据本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，步骤S1中的所述P2P解释器对象包括cmd解释器对象、audio解释器对象和video解释器对象。
本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，通过命令协议封装方法、命令头封包和解包方法、多通道解释器加载机制和命令协议的动态请求反射机制构建了通用的P2P通信架构，支持多种P2P协议，提高了代码的利用率和框架的通用性，降低了代码冗余和错误风险，进一步提升了P2P协议自动化测试的效率和质量。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法流程图。
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，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
下面结合图1描述本发明实施例。
本发明提供一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，包括：
S1：创建通信环境，所述通信环境作为创建不同类型的P2P解释器对象的入口，定义解释器工厂抽象基类，由所述解释器工厂抽象基类继承解释器工厂类，所述解释器工厂类用于创建P2P解释器对象；
其中，步骤S1中的所述解释器工厂抽象基类包括多个抽象方法，所述解释器工厂类对多个所述抽象方法具体实现。
其中，步骤S1中的所述P2P解释器对象包括cmd解释器对象、audio解释器对象和video解释器对象。
进一步的，通信环境为`P2PEnv`类，它接受一个解释器工厂类作为参数，并在`start`方法中启动解释器线程。
进一步的，解释器工厂抽象基类为`InterpreterFactory` 抽象类，其中定义了`_make_cmd_interpreter`、`_make_audio_interpreter`、`_make_video_interpreter`三个抽象方法，由于是抽象方法所以并没有具体实现，用于约束子类（如`TutkInterpreterFactory`类）分别返回对应的`CmdInterpreter`、`AudioInterpreter`或`VideoInterpreter`解释器对象，其中的`make_interpreter` 方法，可根据传入的参数和需求选择需要创建的解释器对象，并返回一个解释器列表。
进一步的，解释器工厂类为`TutkInterpreterFactory`类，该类继承`InterpreterFactory`抽象基类， `_make_cmd_interpreter`、`_make_audio_interpreter`、`_make_video_interpreter`做了具体实现，用于创建Tutk的cmd、audio、video解释器对象。
S2：定义命令解释器类及音视频解释器类，所述命令解释器类用于解析P2P协议命令，所述音视频解释器类用于解析音视频数据；
其中，步骤S2中的所述命令解释器类为线程类，所述命令解释器类解析P2P协议命令的过程包括：
S21：所述命令解释器类通过循环调用第一接收方法接收P2P协议命令；
S22：所述第一接收方法通过调用P2P库中的第一接收函数接收P2P协议命令对应的命令数据并进行解析；
S23：所述第一接收方法将解析后的命令号和数据加入至原队列。
进一步的，命令解释器类为`CmdInterpreter`类，该类用于解释P2P协议命令，是一个`threading.Thread`线程类。在`run`方法中，它通过不断调用`_loops_recv_cmd`方法接收命令，`_loops_recv_cmd`方法中通过调用相应P2P库的`p2p_recv_cmd`函数接收命令数据，并将解析后的命令号和数据加入到队列中。
S3：创建元数据字典，所述元数据字典用于解析视频通道命令中的标志和相关参数信息，定义音频解释器类和视频解释器类，所述音频解释器类用于解析音频数据，所述视频解释器类用于解析视频数据；
进一步的，元数据字典用于解析音视频通道命令中的标志和相关参数信息，解析的`media_meta`是一些音视频相关的元数据，如视频编码方式、帧率、分辨率、清晰度、码率，音频的采样率、声道、编码类型等。
进一步的，音频解释器类为`AudioInterpreter`类，该类用于解释音频数据，是一个`threading.Thread`线程类，它也在单独的线程中运行，其中`get_headers_gen`是生成器函数，主要用来处理用户音频数据的获取和解析，调用`p2p_recv_audio`函数来接收相应P2P库的音频数据，并将解析后的数据通过`yield`返回。
进一步的，视频解释器类为`VideoInterpreter`类，该类用于解释视频数据，同样是一个`threading.Thread`线程类，在`run`方法中，它通过不断调用`continuous_access_to_video`方法接收视频数据，`continuous_access_to_video`方法通过传入的`p2p_type`区分使用P2P类型，调用`p2p_recv_video`函数接收相应P2P库的视频数据，并将解析后的数据放入队列中，通过`get_data`方法，可以从队列中获取该视频数据。
其中，步骤S3中的所述视频解释器类为线程类，所述视频解释器类解析视频数据的过程包括：
S31：所述视频解释器类调用第二接收方法接收视频数据；
S32：所述第二接收方法通过传入的类型数据区分P2P类型；
S33：所述第二接收方法调用第二接收函数接收所述P2P类型对应的P2P库的视频数据并进行解析；
S34：所述第二接收方法将解析后的视频数据加入至原队列。
S4：定义封装类，所述封装类用于封装命令请求的头部信息；
其中，步骤S4中的所述头部信息为固定长度的二进制结构体，组成所述头部信息的字段包括：
协议头，表示协议的标识；
协议版本，表示协议的不同版本；
命令编号，表示请求的命令类型；
数据体长度，表示请求数据体的大小；
保留字段，用于未来扩展。
进一步的，封装类为`pack_cmd_headers`函数，该函数用于封装命令请求的头部信息，该函数接受多个参数用于组装请求头，最后返回封装好的请求头的二进制数据。
进一步的，请求头的格式是一个固定长度的二进制结构体，由多个字段组成。字段包括：`protocol_header`协议头，固定为两个字符，表示协议的标识；`protocol_version`协议版本，用于标识协议的不同版本；`command_number`命令编号，用于表示请求的命令类型；`body_len`数据体的长度，表示请求数据体的大小；`reserved_chars`：保留字段，用于未来扩展；定义变体装饰器，所述变体装饰器用于处理反射方法类型的命令。
进一步的，使用`struct.pack`函数按照指定的格式字符串将这些字段封包成二进制数据，确保了数据的格式和字节顺序与协议规范一致，封包的目的是为了将请求头和数据体组合成一个完整的命令请求，使得命令请求满足协议要求，便于发送给设备。
S5：定义变体装饰器，所述变体装饰器用于处理反射方法类型的命令；
进一步的，变体装饰器为`ProtocolAdditionalMethods`类，`request_reflect`，用于处理命令方法的请求和响应，通过`__getattribute__()`方法，捕获所有发送命令协议，具体为判断获取的属性是否为方法类型，如果是方法类型，则使用`request_reflect`装饰器进行反射处理。
S6：定义命令发送类和命令接收类，所述命令发送类通过不同的命令编号调用不同的方法并注明命令的作用、参数和返回值，所述命令接收类用于解析接收到的不同命令的响应数据。
进一步的，发送命令类为`TutkSendProtocol` 类，这个类定义了发送命令的协议函数，通过不同的命令编号调用不同的方法，并注明了该命令函数的作用、参数和返回值，命令方法内部根据协议规范，将参数按照指定格式封包成二进制数据，并返回命令编号和封装好的数据体，命令类的设计使得每个功能模块职责清晰，易于理解和维护。
进一步的，接收命令解析类`TutkRecvProtocol` 类，这个类定义了接收命令的协议函数，用于解析接收到的不同命令的响应数据，每条命令函数根据协议规范，从接收到的数据中提取出所需的信息，并以易于理解的形式返回。
本发明提供的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，通过设计通用的解释器工厂，针对不同的P2P协议命令号，可以高效调用命令协议函数，避免了代码冗余，提高了代码的可读性和维护性；将解析过程进行了抽象和封装（同时兼容二进制、JSON格式），将复杂的解析逻辑隐藏在具体的解释器类中，使开发者更加专注于编写测试用例业务代码，而不用关心底层的解析复杂性，降低了程序的复杂性和错误引入的风险；消除了使用不同类型P2P协议功能场景测试，各自维护不同风格的业务代码的问题，测试人员可以在同一套框架下进行多品类设备的测试用例开发，提高了测试用例代码的可维护性和扩展性；另外测试人员可以迅速适应新的业务需求和功能变更，当接入新的P2P协议或添加新的命令号时，只需编写相应的解释器对象和收发协议函数，即可支持新的功能模块，如果是功能相似的设备，用例业务代码可以复用，有助于更快地应对产品的迭代和升级。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，其特征在于，包括：
S1：创建通信环境，所述通信环境作为创建不同类型的P2P解释器对象的入口，定义解释器工厂抽象基类，由所述解释器工厂抽象基类继承解释器工厂类，所述解释器工厂类用于创建P2P解释器对象；
S2：定义命令解释器类及音视频解释器类，所述命令解释器类用于解析P2P协议命令，所述音视频解释器类用于解析音视频数据；
S3：创建元数据字典，所述元数据字典用于解析音视频通道命令中的标志和相关参数信息，定义音频解释器类和视频解释器类，所述音频解释器类用于解析音频数据，所述视频解释器类用于解析视频数据；
S4：定义封装类，所述封装类用于封装命令请求的头部信息；
S5：定义变体装饰器，所述变体装饰器用于处理反射方法类型的命令；
S6：定义命令发送类和命令接收类，所述命令发送类通过不同的命令编号调用不同的方法并注明命令的作用、参数和返回值，所述命令接收类用于解析接收到的不同命令的响应数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，其特征在于，步骤S1中的所述解释器工厂抽象基类包括多个抽象方法，所述解释器工厂类对多个所述抽象方法具体实现。
3.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，其特征在于，步骤S2中的所述命令解释器类为线程类，所述命令解释器类解析P2P协议命令的过程包括：
S21：所述命令解释器类通过循环调用第一接收方法接收P2P协议命令；
S22：所述第一接收方法通过调用P2P库中的第一接收函数接收P2P协议命令对应的命令数据并进行解析；
S23：所述第一接收方法将解析后的命令号和数据加入至原队列。
4.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，其特征在于，步骤S3中的所述视频解释器类为线程类，所述视频解释器类解析视频数据的过程包括：
S31：所述视频解释器类调用第二接收方法接收视频数据；
S32：所述第二接收方法通过传入的类型数据区分P2P类型；
S33：所述第二接收方法调用第二接收函数接收所述P2P类型对应的P2P库的视频数据并进行解析；
S34：所述第二接收方法将解析后的视频数据加入至原队列。
5.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，其特征在于，步骤S4中的所述头部信息为固定长度的二进制结构体，组成所述头部信息的字段包括：
协议头，表示协议的标识；
协议版本，表示协议的不同版本；
命令编号，表示请求的命令类型；
数据体长度，表示请求数据体的大小；
保留字段，用于未来扩展。
6.根据权利要求1所述的一种基于模块化设计的通用P2P通信架构构建方法，其特征在于，步骤S1中的所述P2P解释器对象包括cmd解释器对象、audio解释器对象和video解释器对象。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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