集群环境下实现异步交互模式通信的系统及方法

摘要

本发明公开了一种集群环境下实现异步交互模式通信的系统及方法，涉及异步交互模式的通信实现方法领域。系统初始化时，两通信端点的应用模块进行AIM模块注册；请求端AIM模块感知到应答端上线，将添加该应答端地址。当请求端应用模块发起请求时，请求端AIM模块向应答端发送请求消息；收到请求消息的应答端应用模块进行请求消息的处理，并向对应请求端回复AIM应答消息；请求端收到AIM应答消息后，将触发本端应用模块进行应答消息处理。当请求端AIM模块感知到某个应答端下线时，将自动删除该应答端地址。本发明能在满足通信需求的前提下，实现集群环境下的异步交互模式的通信，不但实现方式简单化，而且代码开发难度低，冗余少。

说明书

技术领域

本发明涉及异步交互模式的通信实现方法领域，具体来讲是一种 集群环境下实现异步交互模式通信的系统及方法。

背景技术

在数通产品的平台软件中，存在着一种基于请求-应答模型的通 信需求。在请求-应答模型通信场景下，存在请求端和应答端这两种 通信端点。对于每一对请求端与应答端，请求端的一次请求必须接收 到应答端的有且仅有一次的应答响应。同时，还必须需要保证整个通 信过程的可靠性、有序性。此外，两个通信端点的通信过程可能是在 同一进程内的，也可能是在不同进程间的，甚至可能是跨单板的，不 设约束。

在FOS(FiberhomeOperatingSystem，烽火操作系统)平台软件 中，把这种基于请求-应答模型的通信需求抽象为异步交互模式(AIM， AsynchronousInteractiveMode)，异步交互模式通常需满足以下通信 需求：

(1)请求端必须想方设法地获取到应答端的通信地址，并保存 下来；同样地，应答端应用也需要缓存请求端的通信地址；

(2)应答端必须能够准确、有序地回复请求端的请求；

(3)考虑到在某些场景下(如资源请求类)的特殊使用需求， 请求端的请求取消操作需要应答端做出相应的回退处理；

(4)考虑到请求端应用的一次请求可能因长时间得不到应答而 发生超时，需要开发人员为应用单独实现一套超时处理流程；

(5)请求端应用的一次请求消息可能是单播的，也可能是需要 多播的，因此，必须考虑一个请求端对应多个应答端的场景。同时， 请求端需要关注所有应答端的UP/DOWN状态，防止发生不必要的 请求消息发送与请求超时的情况；

(6)当有多个请求端向同一应答端发送请求(取消)消息时， 应答端必须能够区分出不同的源端。

异步交互模式中的两种典型的应用模型如图1和图2所示。图1 为同步应答模型，[1]A端发送请求消息给B端；[2]B端收到该请求 后发现本地存在A端所需信息，直接同步应答给A端。图2为异步 应答模型，[1]A端发送请求消息给B端；[2]B端收到该请求后发现 本地不存在A端所需信息，先缓存一个对应于该A端请求的应答控 制块，然后向下游C端发送请求消息；[3]C端接收到B端的请求后， 打包所需信息，回复应答消息给B端；[4]B端收到C端的应答消息， 根据消息携带的关键字查找A端的应答控制块，并异步应答给A端。

目前，为了实现异步交互模式的通信，业界的通常做法是，把请 求与应答流程相互独立开来。这种方式虽然设计实现相对简单一些， 但由于每个流程都需要满足异步交互模式通信需求，因此，开发者必 须考虑每个相互独立流程的实现逻辑。这无疑增加了相关应用代码的 开发难度，同时，还存在一些不可避免的问题，如不同应用之间的代 码冗余，以及可能的应用代码效率低下问题。特别是在集群环境下， 上述问题更加突出。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种集群环 境下实现异步交互模式通信的系统及方法，能在满足异步交互模式通 信需求的前提下，在集群环境下实现异步交互模式的通信，不但实现 方式简单化，而且代码开发难度低，冗余少。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：提供一种集群环境 下实现异步交互模式通信的系统，该系统包括两种通信端点：请求端 和应答端，若干请求端、应答端之间构成集群间通信，每个请求端包 括请求端应用模块和请求端AIM模块，每个应答端包括应答端应用 模块和应答端AIM模块；所述请求端应用模块用于：向上线的应答 端发起请求；并在收到AIM应答消息后，进行应答消息处理；所述 请求端AIM模块用于：在感知到某个应答端上线时，自动添加该应 答端的通信地址；当请求端应用模块发起请求时，根据添加的通信地 址向对应的应答端发送请求消息，收到AIM应答消息后，触发本端 应用模块进行应答消息处理；当感知到某个应答端下线时，自动删除 该应答端的通信地址；所述应答端AIM模块用于：收到请求消息后 触发应答端应用模块进行请求消息处理；并将应答端应用模块回复的 AIM应答消息发送至请求端；所述应答端应用模块用于：进行请求 消息的处理，并在处理完成后回复一个AIM应答消息。

本发明还提供一种应用上述系统的集群环境下实现异步交互模 式通信的方法，包括以下步骤：

A、初始化及上线应答端的添加：系统初始化时，各请求端、各 应答端的应用模块进行相应的AIM模块注册；一旦请求端AIM模块 感知到某个应答端上线，自动添加该应答端的通信地址；

B、请求的发起和处理：当请求端应用模块发起请求时，请求端 AIM模块向对应的应答端发送请求消息；收到请求消息的应答端AI M模块触发应答端应用模块进行请求消息的处理，并向对应请求端回 复一个AIM应答消息；请求端收到AIM应答消息后，触发本端应用 模块进行应答消息处理；

C、下线应答端的删除：当请求端AIM模块感知到某个应答端下 线时，将自动删除该应答端的通信地址，后续请求端应用模块发起请 求时，将不再向该应答端发送请求消息。

在上述技术方案的基础上，步骤B具体包括以下操作：

B1、当请求端的请求端应用模块发起请求时，该请求端的请求 端AIM模块根据添加的应答端的通信地址，向对应的应答端发送请 求消息；

B2、应答端AIM模块接收到请求消息后，解包请求消息；并通 过打包回调的方式触发应答端应用模块处理请求消息；

B3、待应答端应用模块完成请求消息的处理后，应答端应用模 块通过应答端AIM模块向对应请求端回复一个AIM应答消息；

B4、请求端AIM模块判断是否收到应答端回复的AIM应答消息， 若收到AIM应答消息，则请求端AIM模块回调应用解包，通过打包 回调的方式触发本端应用模块进行应答消息处理。

在上述技术方案的基础上，步骤B2中，应答端AIM模块接收到 请求消息后，还将判断是否是首次接收该请求端发来的请求消息，若 是，则记录该请求端的通信地址。

在上述技术方案的基础上，步骤B3中，应答端应用模块通过应 答端AIM模块向对应请求端回复一个AIM应答消息时，根据实际情 况采用同步应答方式进行回复或采用异步应答方式进行回复。

在上述技术方案的基础上，应答端应用模块采用同步应答方式进 行回复时，直接利用应答端AIM模块通过可靠通信的ACK确认消息 实现即时应答。

在上述技术方案的基础上，应答端应用模块采用异步应答方式进 行回复时，则应答端应用模块调用应答端AIM模块提供的接口申请 一个应答控制块缓存，该应答控制块由应答端AIM模块管理，用于 记录本次的请求消息；待应答端应用模块完成应答数据的收集后，触 发应答端AIM模块向对应请求端回复AIM应答消息。

在上述技术方案的基础上，步骤B4中所述请求端AIM模块判断 是否收到应答端回复的AIM应答消息的具体操作为：若请求端AIM 模块等待接收AIM应答消息的时间未达到用户设置的超时时间，则 判定收到了应答端回复的AIM应答消息；若请求端AIM模块等待接 收AIM应答消息的时间达到了用户设置的超时时间，则判定没有收 到应答端回复的AIM应答消息。

在上述技术方案的基础上，步骤B4中，若没有收到AIM应答消 息，发生请求超时事件，回调请求端应用模块进行超时处理。

在上述技术方案的基础上，在步骤B与C之间，还包括以下操 作：请求端应用模块通过请求端AIM模块向对应应答端发送取消操 作请求消息；应答端AIM模块接收到取消操作请求消息后，回调应 答端应用模块进行取消处理，保证应答端能够与请求端同步地清理掉 相关数据。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明中，若干请求端和若干应答端之间构成集群间通信， 每个请求端包括请求端应用模块和请求端AIM模块，每个应答端包 括应答端应用模块和应答端AIM模块。系统初始化时，两通信端点 的应用模块进行AIM模块注册，请求端AIM模块感知到应答端上线， 将自动添加该应答端的通信地址；当请求端应用模块发起请求时，请 求端AIM模块会向对应的应答端发送请求消息，收到请求消息的应 答端AIM模块触发应答端应用模块进行请求消息的处理，并向对应 请求端回复一个AIM应答消息，请求端收到AIM应答消息后，将触 发本端应用模块进行应答消息处理；当请求端AIM模块感知到某个 应答端下线时，将自动删除该应答端的通信地址，后续请求端应用模 块发起请求时，将不再向该应答端发送请求消息。

与现有技术相比，本发明能在满足异步交互模式通信需求的前提 下，实现集群环境下的异步交互模式的通信，不但实现方式简单化， 而且应用模块、AIM模块的代码开发难度低，冗余少；除此之外， 应用模块、AIM模块能提供相应接口供开发者或用户直接使用，在 满足上层应用的同时，提高了调用效率。

(2)本发明中，请求端AIM模块能够感知到通信对端的 UP/DOWN状态，因此可以及时地添加/删除通信对端的地址信息。 基于此功能，实现了对一个请求端对应多个应答端场景的支持，以及 多个请求端对应一个应答端场景的支持。

(3)在消息交互过程中，本发明的AIM模块避免了应用模块为 构造消息体而额外申请内存的操作，直接通过两级打包回调方法，从 应用模块中提取数据，打包到消息管道中，从而减少了不必要的内存 操作，包括内存拷贝和内存释放等。

(4)应答端应用模块通过应答端AIM模块向对应请求端回复一 个AIM应答消息时，可根据实际情况选择采用同步应答方式进行回 复或是采用异步应答方式进行回复，应答通信方式选择灵活。

附图说明

图1为典型的同步应答模型的示意图；

图2为典型的异步应答模型的示意图；

图3为本发明实施例中集群环境下实现异步交互模式通信的系 统的结构框图；

图4为本发明实施例中集群环境下实现异步交互模式通信的方 法的流程图；

图5为一对请求端、应答端进行交互的时序图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图3所示，本发明实施例提供一种集群环境下实现异步交互 模式通信的系统，该系统包括两种通信端点：请求端和应答端，若干 请求端、应答端之间构成集群间通信，每个请求端包括请求端应用模 块和请求端AIM模块，每个应答端包括应答端应用模块和应答端 AIM模块。

其中，请求端应用模块用于：向上线的应答端发起请求；并在收 到AIM应答消息后，进行应答消息处理。

请求端AIM模块用于：在感知到某个应答端上线时，自动添加 该应答端的通信地址；当请求端应用模块发起请求时，根据添加的通 信地址向对应的应答端发送请求消息，收到AIM应答消息后，触发 本端应用模块进行应答消息处理；当感知到某个应答端下线时，自动 删除该应答端的通信地址。

应答端AIM模块用于：收到请求消息后触发应答端应用模块进 行请求消息处理；并将应答端应用模块回复的AIM应答消息发送至 请求端。

应答端应用模块用于：进行请求消息的处理，并在处理完成后回 复一个AIM应答消息。

参见图4、图5所示，本发明实施例还提供一种应用上述系统的 集群环境下实现异步交互模式通信的方法，包括以下步骤：

步骤S1：系统初始化时，各请求端的请求端应用模块进行请求 端AIM模块注册；各应答端的应答端应用模块进行应答端AIM模块 注册。

步骤S2：一旦请求端AIM模块感知到某个应答端UP(上线)， 自动添加该应答端的通信地址。此后，该请求端的请求端应用模块就 可以通过请求端AIM模块向该应答端发起请求了。

步骤S3：当请求端的请求端应用模块发起请求时，该请求端的 请求端AIM模块根据添加的应答端的通信地址，向对应的应答端发 送请求消息。

步骤S4：应答端AIM模块接收到请求消息后，解包请求消息； 如果是首次接收该请求端发来的请求消息，则记录该请求端的通信地 址；并通过打包回调的方式触发应答端应用模块处理请求消息。

步骤S5：待应答端应用模块完成请求消息的处理后，应答端应 用模块通过应答端AIM模块向对应请求端回复一个AIM应答消息。

实际操作时，步骤S5中，应答端应用模块通过应答端AIM模块 向对应请求端回复一个AIM应答消息时，可根据实际情况采用同步 应答方式回复或是异步应答方式回复。具体来说，如果应答端应用模 块采用同步应答方式回复，则直接利用应答端AIM模块通过可靠通 信的ACK(Acknowledgement)确认消息实现即时应答；如果应答端 应用模块采用异步应答方式回复，则应答端应用模块调用应答端AIM 模块提供的接口申请一个应答控制块缓存，该应答控制块由应答端 AIM模块管理，用于记录本次的请求消息；待应答端应用模块完成 应答数据的收集后，触发应答端AIM模块向对应请求端回复AIM应 答消息。

步骤S6：请求端AIM模块判断是否收到应答端回复的AIM应 答消息，若是，转入步骤S7；否则，发生请求超时事件，回调请求 端应用模块进行超时处理。

实际操作时，步骤S6中所述请求端AIM模块判断是否收到应答 端回复的AIM应答消息的具体操作为：若请求端AIM模块等待接收 AIM应答消息的时间未达到用户设置的超时时间，则判定收到了应 答端回复的AIM应答消息；若请求端AIM模块等待接收AIM应答 消息的时间达到了用户设置的超时时间，则判定没有收到应答端回复 的AIM应答消息。

步骤S7：请求端AIM模块接收到AIM应答消息后，回调应用 解包，通过打包回调的方式触发本端应用模块进行应答消息处理。

可以理解的是，在某些特殊使用需求场景下(如资源请求类)， 请求端会发出取消操作请求，并需要应答端做出相应的回退处理。具 体来说，在步骤S7与S8之间，还包括以下操作：请求端应用模块通 过请求端AIM模块向对应应答端发送取消操作请求消息；应答端 AIM模块接收到取消操作请求消息后，回调应答端应用模块进行取 消处理，保证应答端能够与请求端同步地清理掉相关数据。

步骤S8：当请求端AIM模块感知到某个应答端DOWN(下线) 时，将自动删除该应答端的通信地址，后续请求端应用模块发起请求 时，将不再向该应答端发送请求消息。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。