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Die vorliegende Erfindung betrifft ein computerimplementiertes Verfahren zur Erweiterung eines Programmmoduls mit Erweiterungen gemäß Anspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik sind erweiterbare Softwarearchitekturen bekannt, mit denen die Modularisierung durch eine Sammlung von Programmierschnittstellen erreicht werden kann, die es ermöglichen, Erweiterungen zum jeweiligen Programmmodul hinzuzufügen, die diese Programmierschnittstellen verwenden. Eine Programmierschnittstelle kann dabei auch als API („Application Programming Interface“) bezeichnet werden. Eine Erweiterung kann auch als Plugin bezeichnet werden. Als Programmmodul wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein ganzes Computerprogramm oder ein Teil eines Computerprogramms verstanden. Ein Programmmodul kann auch als Anwendung bezeichnet werden.
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Im Allgemeinen kann die Programmierschnittstelle als Zugang zum Programmmodul betrachtet werden, der es der Erweiterung ermöglicht, mit dem Programmmodul zu interagieren. Normalerweise ist diese Interaktion auf die bestehende Sammlung von Programmierschnittstellen beschränkt, was die Erweiterbarkeit des Programmmoduls und die Interaktion zwischen den Erweiterungen einschränkt. Die Einführung einer neuen Programmierschnittstelle erfordert ihre Definition im Programmmodul und die Implementierung einer programmierschnittstellenspezifischen Behandlung für Programmierschnittstellen-Aufrufe innerhalb des Programmmoduls, bevor sie von den Erweiterungen verwendet werden kann. Darüber hinaus erfordert die Interaktion zwischen den Erweiterungen oft überflüssigen Programmierschnittstellen-Code innerhalb des Programmmoduls. Diese erforderlichen Voraussetzungen schränken die Erweiterbarkeit des Programmmoduls ein.
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Die
CN 109 639 572 A offenbart eine dynamische Verwaltung von Mikrodienst-Programm ierschn ittstellen-Verknüpfungen.
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Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine flexiblere Möglichkeit zur Verbindung der Erweiterungen mit dem Programmmodul zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein System gemäß Anspruch 10 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Es werden das Programmmodul und die Erweiterungen bereitgestellt. Sowohl das Programmmodul als auch die Erweiterungen können zum Beispiel als in einem Datenträger gespeicherter Code bereitgestellt werden. Die Erweiterungen verwenden Programmierschnittstellen und stellen diese bereit. Es ist beispielsweise möglich, dass alle Erweiterungen zumindest eine Programmierschnittstelle verwenden. Es ist aber auch möglich, dass nur einige der Erweiterungen eine Programmierschnittstelle verwenden. Es ist ebenso möglich, dass alle Erweiterungen zumindest eine Programmierschnittstelle bereitstellen. Es ist auch möglich, dass nur einige der Erweiterungen eine Programmierschnittstelle bereitstellen.
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Unter der Verwendung einer Programmierschnittstelle wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass die die Programmierschnittstelle verwendende Erweiterung die Programmierschnittstelle benötigt, um alle Funktionen umsetzen zu können, für die die Erweiterung geeignet ist. Unter der Bereitstellung einer Programmierschnittstelle durch die Erweiterung wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass die die Programmierschnittstelle bereitstellende Erweiterung die Programmierschnittstelle für eine Verwendung durch eine andere der Erweiterungen bereitstellt und die Schnittstellenfunktionalität umsetzt. Alternativ dazu kann eine Programmierschnittstelle auch durch das Programmmodul bereitgestellt werden.
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Informationen werden von den Erweiterungen zum Programmmodul übertragen. Die Informationen umfassen Hinweise darauf, welche der Programmierschnittstellen von welcher der Erweiterungen bereitgestellt wird und welche der Programmierschnittstellen von welcher der Erweiterungen verwendet wird. Dabei ist es auch möglich, dass die gleiche Programmierschnittstelle mehrfach von mehreren Erweiterungen bereitgestellt wird. Die Programmierschnittstellen können beispielsweise mit Bezeichnungen versehen sein, anhand derer sie unterscheidbar sind. Die Informationen können beispielsweise in Form von elektrischen Signalen übertragen werden. Dabei können die Informationen beispielsweise über eine Basis-Programmierschnittstelle übertragen werden. Die Basis-Programmierschnittstelle kann beispielsweise von allen Erweiterungen bereitgestellt und vom Programmmodul verwendet werden.
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Das Programmmodul wird dann mit einer Vielzahl der Erweiterungen betrieben. Es ist möglich, dass das Programmmodul mit allen Erweiterungen betrieben wird oder nur mit einer Untergruppe der Erweiterungen. Daten werden während des Betriebs zwischen dem Programmmodul und der Vielzahl der Erweiterungen über die Programmierschnittstellen ausgetauscht. Es ist auch möglich, dass während des Betriebs Daten zwischen den Erweiterungen untereinander über die Programmierschnittstellen ausgetauscht werden.
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Mit einem solchen Verfahren wird ein hoher Grad an Flexibilisierung und Erweiterbarkeit des Systems mit dem Programmmodul und den Erweiterungen geschaffen. Da die Programmierschnittstellen von den Erweiterungen bereitgestellt werden, kann durch eine zusätzliche Erweiterung einfach eine neue - unter Umständen bis zu diesem Zeitpunkt nicht vorhandene - Programmierschnittstelle hinzugefügt werden. Außerdem wird es ermöglicht, dass eine Programmierschnittstelle mehrfach von unterschiedlichen Erweiterungen bereitgestellt wird. Ein gutes Beispiel hierfür ist eine Programmierschnittstelle für das Senden und Empfangen von Nachrichten in Protokoll-Erweiterungen, wenn die Erweiterungen in einem Kommunikations-Stack verwendet werden. Wenn der Stack mehrere Protokolle unterstützt, kann jede Protokoll-Erweiterung die Sende- und Empfangs-Programmierschnittstelle speziell für das jeweilige Protokoll bereitstellen.
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Das Verfahren kann in einer Vielzahl von Anwendungsfällen eingesetzt werden. Unter anderem kann es zur Implementierung eines modularen Kommunikationsstacks verwendet werden, der mehrere Protokolle neben anderen Funktionen wie Sicherheits- und Beobachtungsmodulen oder Analysemodulen unterstützt. Es kann auch dazu verwendet werden, eine frei erweiterbare Testumgebung zu schaffen oder komplexe Anwendungen für andere Zwecke, die von einem einfach zu wartenden System von Erweiterungen profitieren. Da das Verfahren unabhängig vom Anwendungsfall ist und keine vordefinierte Liste von Programmierschnittstellen benötigt, ist es möglich, es nur einmal für alle Anwendungsfälle zu implementieren. Beispielsweise können die Basis-Programmierschnittstelle, ein Algorithmus des Programmmoduls, der eine Routing-Tabelle erstellt und verwaltet, mit deren Hilfe Aufrufe der Programmierschnittstellen weitergeleitet werden, und ein Teil des Programmmoduls, der die Routing-Tabelle nutzt, um die Aufrufe der Programmierschnittstellen weiterzureichen, generisch implementiert sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Informationen Hinweise darauf umfassen, ob die jeweilige Erweiterung die jeweilige Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss oder optional verwenden kann. Dabei ist es möglich, dass die Erweiterung beispielsweise nicht funktioniert, wenn die Programmierschnittstelle zwingend verwendet werden muss und die Programmierschnittstelle nicht bereitgestellt wird. Außerdem ist es möglich, dass die Erweiterung nur mit einem eingeschränkten Funktionsumfang betrieben werden kann, wenn die Programmierschnittstelle optional verwendet werden kann und nicht bereitgestellt wird.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Programmmodul ohne eine bestimmte der Erweiterungen betrieben werden, falls die bestimmte Erweiterung eine bestimmte der Programmierschnittstellen zwingend verwenden muss und die bestimmte Programmierschnittstelle nicht bereitgestellt wird. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn keine der Erweiterungen diese Programmierschnittstelle bereitstellt. Der Betrieb des Programmmoduls und gegebenenfalls auch der Erweiterungen mit Ausnahme der bestimmten Erweiterung ist vorteilhaft, da ein zuverlässiger Betrieb möglich ist und nur auf die Funktionen der bestimmten Erweiterung verzichtet werden muss.
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Wenn eine der Erweiterungen eine Programmierschnittstelle bereitstellt, die weder von einer der anderen Erweiterungen noch vom Programmodul verwendet wird, wird die Funktionsweise nicht beeinträchtigt. Diese Konstellation kann beispielsweise für eine einfache Erweiterbarkeit vorteilhaft sein.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Programmmodul nach der Übermittlung der Informationen jeder Programmierschnittstelle einen eindeutigen Identifikator zuordnen. Die Identifikatoren können für den Austausch der Daten verwendet werden. Beispielsweise kann im Programmmodul ein Algorithmus implementiert sein, der eine Routing-Tabelle mit den Erweiterungen und den ihnen zugeordneten Identifikatoren erstellt. Diese Routing-Tabelle kann dann für den Austausch der Daten verwendet werden. Dies ermöglicht auch die mehrfache Bereitstellung einer der Programmierschnittstellen durch verschiedene der Erweiterungen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann bei der Übermittlung von Informationen das Programmmodul ein erstes Signal an jede der Erweiterungen übermitteln. Die Erweiterungen können, beispielsweise ausgelöst durch das erste Signal, jeweils ein zweites Signal an das Programmmodul übermitteln. Die zweiten Signale können einen Hinweis auf die jeweils bereitgestellten Programmierschnittstellen umfassen. Auf diese Weise können die Informationen über die bereitgestellten Programmierschnittstellen an das Programmmodul übertragen werden.
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Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Erweiterungen jeweils das zweite Signal an das Programmmodul übermitteln, ohne dass zuvor das erste Signal vom Programmmodul an die Erweiterungen übermittelt worden ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Programmmodul ein drittes Signal an jede der Erweiterungen übermitteln. Die Erweiterungen können dann, beispielsweise ausgelöst durch das dritte Signal, jeweils ein viertes Signal an das Programmmodul übermitteln. Die vierten Signale können einen Hinweis auf die jeweils zu verwendenden Programmierschnittstellen umfassen. Auf diese Weise können die Informationen über die zu verwendenden Programmierschnittstellen an das Programmmodul übertragen werden. Zusätzlich können ebenfalls Informationen von den Erweiterungen zum Programmmodul übertragen werden, welche der Programmierschnittstellen zwingend verwendet werden muss und welche der Programmierschnittstellen optional verwendet werden können.
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Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Erweiterungen jeweils das vierte Signal an das Programmmodul übermitteln, ohne dass zuvor das dritte Signal vom Programmmodul an die Erweiterungen übermittelt worden ist.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann nach der Übermittlung der vierten Signale entschieden werden, das Programmmodul ohne die bestimmte Erweiterung zu betreiben, falls die bestimmte Erweiterung die bestimmte Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss und die bestimmte Programmierschnittstelle nicht bereitgestellt wird.
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Die Nummerierung der Signale wird in dieser Beschreibung vorgenommen, um die Signale unterscheiden zu können. Die Nummerierung legt keine zeitliche Reihenfolge fest. Es ist auch nicht notwendig, dass es unbedingt alle Signale geben muss. So ist es beispielsweise möglich, auf das erste und dritte Signal zu verzichten.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird nach der Entscheidung das erste Signal erneut an jede der Erweiterungen mit Ausnahme der bestimmten Erweiterung übermittelt. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, falls die bestimmte Erweiterung eine Programmierschnittstelle bereitstellt, die von einer anderen Erweiterung verwendet wird. Wenn das Programmmodul ohne die bestimmte Erweiterung betrieben wird, muss berücksichtigt werden, dass die von der bestimmten Erweiterung bereitgestellte Programmierschnittstelle nicht bereitgestellt wird. Dies hat Auswirkungen auf die andere Erweiterung. Unter Umständen wird dann das Programmmodul auch ohne die andere Erweiterung betrieben, falls die andere Erweiterung die von der bestimmten Erweiterung bereitgestellte Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss und die Programmierschnittstelle von keiner der übrigen Erweiterungen bereitgestellt wird.
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Alternativ zur erneuten Übermittlung des ersten Signals können auch Informationen über die jeweils von den Programmierschnittstellen bereitgestellten und verwendeten Erweiterungen in einem Datenspeicher gespeichert werden. Wenn dann entschieden wurde, das Programmmodul ohne die bestimmte Erweiterung zu betreiben, kann unter Verwendung der Informationen ermittelt werden, ob die bestimmte Erweiterung eine Programmierschnittstelle bereitstellt, die von der anderen Erweiterung verwendet wird. Falls dies so ist, kann dann das Programmmodul auch ohne die andere Erweiterung betrieben werden. In diesem Fall werden die im Datenspeicher gespeicherten Informationen aktualisiert, nämlich dadurch, dass die von der anderen Erweiterung und von der bestimmten Erweiterung bereitgestellten Programmierschnittstellen als nicht mehr bereitgestellt definiert werden. Bei dieser Ausführungsform kann dann durch eine iterative Vorgehensweise sichergestellt werden, dass alle verwendeten Programmierschnittstellten auch bereitgestellt werden. Selbstverständlich ist auch hier zu beachten, dass zwingend benötigte Programmierschnittstellen auch bereitgestellt werden müssen, um die entsprechenden Funktionen umsetzen zu können.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Übermittlung der Informationen so lange iterativ durchgeführt werden, bis keine nicht bereitgestellte Programmierschnittstelle zwingend verwendet werden muss. Dabei können insbesondere das erste Signal, das zweite Signal, das dritte Signal und das vierte Signal iterativ übermittelt werden. Dies kann insbesondere die Entscheidung nach der Übermittlung des vierten Signals einschließen. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Funktionsweise des Programmmoduls und der Erweiterungen erreicht werden. Es ist auch möglich, im Rahmen der iterativen Durchführung auf die Übermittlung des ersten Signals und der zweiten Signale zu verzichten und die von der bestimmten Erweiterung bereitgestellte/n Programmierschnittstelle/n aus der Menge der bereitgestellten Programmierschnittstellen zu streichen und mit der Übermittlung des dritten Signals zu beginnen.
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Das System gemäß Anspruch 10 umfasst einen digitalen elektronischen Datenspeicher und eine digitale Signalverarbeitungseinrichtung, die auch als Prozessor bezeichnet werden kann. Im Datenspeicher sind Instruktionen gespeichert, die durch die Signalverarbeitungseinrichtung auslesbar sind. Die Signalverarbeitungseinrichtung ist dazu ausgebildet, die Instruktionen auszulesen und auszuführen. Die Signalverarbeitungseinrichtung ist außerdem dazu ausgebildet, bei Ausführung der Instruktionen ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
- 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung mit Pseudo-Code; und
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens nach einer Ausführungsform der Erfindung mit Pseudo-Code.
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Es ist ein Programmmodul dargestellt, das einen Erweiterungsverwaltungsteil 1 und einen Routingteil 2 umfasst. Außerdem ist eine Vielzahl an Erweiterungen 3 dargestellt.
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Zunächst wird eine erste Programmschleife, in
1 als „loop“ bezeichnet, gestartet, in der an jede der Erweiterungen 3 ein erstes Signal übermittelt wird. Das erste Signal ist in
1 als „getProvidedApis ()“ bezeichnet. Der Empfang des ersten Signals löst in den Erweiterungen die Übermittlung zweiter Signale von den Erweiterungen 3 an das Programmmodul aus. Die zweiten Signale sind in
1 als „std::vector<providedApi*>“ bezeichnet. Mit den zweiten Signalen werden Informationen über die von den Erweiterungen 3 bereitgestellten Programmierschnittstellen an das Programmmodul übermittelt. Diese Informationen können auch jeweils eine Beschreibung der Programmierschnittstellen umfassen. Die Beschreibungen können beispielsweise die Funktionen der Programmierschnittstellen beschreiben. In
1 werden die Programmierschnittstellen als APIs und die Erweiterungen als Plugins bezeichnet.
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Das Programmmodul kann aus den mit den zweiten Signalen übermittelten Informationen eine Liste aller bereitgestellten Erweiterungen 3 erstellen. Diese Liste ist vorteilhaft, wenn die Erweiterungen dynamisch, z.B. als gemeinsam genutztes Objekt (DLL), verknüpft sind, und ermöglicht das Einbinden und Konfigurieren mehrerer Instanzen derselben Erweiterung.
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In einer zweiten Programmschleife wird ein drittes Signal, das in 1 als „getConsumedApis()“ bezeichnet wird, an die Erweiterungen 3 übermittelt. Dieses dritte Signal löst die Übermittlung vierter Signale von den Erweiterungen 3 an das Programmmodul aus. Die vierten Signale umfassen Informationen über die von den Erweiterungen 3 verwendeten Programmierschnittstellen. Es kann auch die Information enthalten sein, ob die jeweilige Erweiterung 3 die jeweilige Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss oder optional verwenden kann.
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Nach der Übermittlung der vierten Signale wird eine Abfrage im Programmmodul durchgeführt, ob eine bestimmte der Erweiterungen 3 eine nicht bereitgestellte Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss. Falls dies der Fall ist, wird entschieden, diese bestimmte Erweiterung vom späteren Betrieb auszunehmen. Die von der bestimmten Erweiterung bereitgestellte Programmierschnittstelle wird von einer Liste der bereitgestellten Programmierschnittstellen gestrichen. Danach wird wieder das dritte Signal an die Erweiterungen 3 mit Ausnahme der bestimmten Erweiterung übermittelt, um Informationen darüber zu erhalten, ob noch Erweiterungen 3 vorhanden sind, die eine nicht bereitgestellte Erweiterung zwingend verwenden müssen. Anschließend wird wieder die Abfrage im Programmmodul durchgeführt, ob eine weitere der Erweiterungen 3 eine nicht bereitgestellte Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss. Falls eine solche weitere Erweiterung vorhanden ist, wird auch diese vom späteren Betrieb ausgenommen. Die Übermittlung des dritten Signals und der vierten Signale, die Abfrage und die Ausnahme vom Betrieb werden iterativ durchgeführt, bis es keine Erweiterung mehr gibt, die eine nicht bereitgestellte Programmierschnittstelle zwingend verwenden muss und nicht vom späteren Betrieb ausgenommen wurde.
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Danach werden das Programmmodul und die Erweiterungen 3 mit Ausnahme der vom späteren Betrieb ausgenommenen Erweiterungen betrieben. Über die Programmierschnittstellen werden dabei während des Betriebs Daten zwischen den Erweiterungen 3 und dem Programmmodul und/oder zwischen den Erweiterungen 3 untereinander übertragen.
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Das in 2 dargestellte Verfahren unterscheidet sich im Wesentlichen dadurch von dem Verfahren aus 1, dass kein erstes Signal an die Erweiterungen 3 übermittelt wird. Die Erweiterungen 3 übermitteln das zweite Signal an das Programmmodul, ohne dass dies durch Übermittlung eines Signals vom Programmmodul an die Erweiterungen ausgelöst wurde.
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Das gleiche gilt analog für das dritte und das vierte Signal. Beim Verfahren in 2 wird kein drittes Signal an die Erweiterungen 3 übermittelt. Die Erweiterungen 3 übermitteln das vierte Signal an das Programmmodul, ohne dass dies durch Übermittlung eines Signals vom Programmmodul an die Erweiterungen ausgelöst wurde.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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