專利名稱：一種基于消息的分布式系統(tǒng)以及在其中通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于消息的分布式系統(tǒng)，以及在所述系統(tǒng)中利用消息通信的方法。
背景技術(shù)：
隨著IP(Internet Protocol，網(wǎng)際協(xié)議)網(wǎng)絡(luò)的廣泛延伸和帶寬不斷增長，網(wǎng)絡(luò)提供了更大的能力，通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進行分布部署，大大提高了系統(tǒng)的性能和靈活性，分布式軟件系統(tǒng)架構(gòu)是當今很多系統(tǒng)的基本特征。分布式作為一個系統(tǒng)級的架構(gòu)，雖然對于不同的系統(tǒng)具有不同的考慮，但都有一個最基本需求，即分布式調(diào)用，具體地說，客戶端和服務(wù)端可以分布在IP網(wǎng)絡(luò)中，并且客戶端和服務(wù)端的程序不必使用相同的編譯環(huán)境和運行環(huán)境，如客戶端可以使用java(一種計算機語言)編寫，服務(wù)端使用C++(一種計算機語言)語言編寫，客戶端可以運行在基于Intel(美國英特爾公司)的CPU(中央處理器)的Windows(美國微軟公司生產(chǎn)的“視窗”操作系統(tǒng))環(huán)境，服務(wù)端運行在SUN Solaris(美國太陽公司生產(chǎn)的操作系統(tǒng))上。
實現(xiàn)分布式調(diào)用需要考慮的幾個關(guān)鍵的因素包括通信模式、對象解析、編碼方式等。
通信模式對于比較復(fù)雜的系統(tǒng)各模塊既是服務(wù)端提供服務(wù)，同時也是客戶端使用其他模塊的服務(wù)，通信模式是針對一個具體的場景，有如下模式遠程過程調(diào)用—客戶端發(fā)送請求給服務(wù)端，然后等待響應(yīng)，即同步通信。
消息傳遞—客戶機發(fā)送一個請求，并不期待一個響應(yīng)。
異步回調(diào)—客戶機以上述兩種方式之一調(diào)用服務(wù)，雙方交換角色，進行回調(diào)，這種模式可以以前述兩種方式中的任一種構(gòu)建。
對象解析由于系統(tǒng)模塊的分布式部署，不再在一個進程甚至一個機器上，調(diào)用前必須有通信對象的名稱，這個名稱應(yīng)該是邏輯上比較獨立的，系統(tǒng)中保持唯一，不與物理資源綁定，避免在部署發(fā)生變化后需要修改程序，因此一般需要一個命名服務(wù)提供名字解析服務(wù)。如CORBA(Common Object RequestBroker Architecture，公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu))使用名字(通過命名服務(wù)器)提供對象定位，DCOM(Distributed Component Object Model，分布式組件對象模型)使用系統(tǒng)注冊提供名稱服務(wù)，J2EE(J2EE是一個開放的、基于標準的開發(fā)和部署的平臺)使用JNDI(JNDI，Java Naming and DirectoryInterface，Java命名和目錄接口)提供名字服務(wù)。
編碼方式通信雙方由于不一定是使用相同的編程語言和具有相同的CPU，所以對字節(jié)序的理解不一樣，如Java都是BigEndian(大端模式、高位優(yōu)先、正向字序、網(wǎng)絡(luò)字序、UNIX字序)，C++語言在Intel上是LittleEndian(小端模式、低位優(yōu)先、逆向字序、INTEL字序、NT字序)，在PowerPC(一種個人臺式計算機)上是BigEndian；除了字節(jié)序外，結(jié)構(gòu)對象的內(nèi)存排列(Layout)也不一致。分布式調(diào)用雙方需要有一種一致的編碼方式，常用的編碼方式如AS N.1(Abstract Syntax Normal dot 1，一種使用比較廣泛的數(shù)據(jù)編碼規(guī)范)和CDR(Common Data Representation，公共數(shù)據(jù)表示，CORBA中使用的數(shù)據(jù)編碼方式)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，CORBA是很成熟的一種分布式開發(fā)技術(shù)。如圖1所示，基于CORBA開發(fā)步驟通?？筛爬?.用IDL(Interface Difinition Language，CORBA中用于描述接口的語言)文件定義客戶端(Client)和服務(wù)端(Server)的應(yīng)用編程接口(API)；2.編譯IDL文件，生成客戶端代理(stub)代碼、服務(wù)端骨架(skeleton)代碼；3.在代理和骨架的基礎(chǔ)上分別實現(xiàn)服務(wù)端和客戶端。
其中，圖中ORB(Object Remote Broker)Core是CORBA里面的對象遠程代理核心。
然而，在上述現(xiàn)有的以CORBA作為分布式開發(fā)的技術(shù)中存在如下的缺點1.使用復(fù)雜，學習成本高。直接使用CORBA開發(fā)，需要學習的知識很多，對大多數(shù)的C++程序員來說，比較困難。
2.CORBA支持類似C++的調(diào)用方式，實現(xiàn)一般OO(Object Oriented，面向?qū)ο蟮?系統(tǒng)比較方便，但對于一些領(lǐng)域，需要并發(fā)處理大量消息，因此，通常不需要復(fù)雜的OO建模，而是需要異步傳遞消息和通知。
3.只支持單一的編碼方式。使用CORBA技術(shù)時，在用戶定義了IDL結(jié)構(gòu)后，自動使用CDR編碼，而對于一些移植系統(tǒng)，可能有其他的編碼方式，如ASN.1，這時需要在IDL和其他編碼方式之間作轉(zhuǎn)換。
4.生成的代碼量大，占用的內(nèi)存和硬盤空間大。對于一些非服務(wù)器上的應(yīng)用，如嵌入式單板，存儲器容量有限，使用IDL定義接口導(dǎo)致大量的代碼，這些代碼要編譯到系統(tǒng)中，造成目標文件很大。
5.無法在支持HA(高可用性)和LB(負載平衡)等電信要求。使用CORBA技術(shù)時，直接使用IDL定義接口，由于每個IDL直接編譯成代碼(包括編解碼/通信處理)，這些代碼散布在系統(tǒng)各處，而且這些代碼也是用戶不能修改的，用戶無法在一個地方進行統(tǒng)一處理，而HA、LB等高可用性要求系統(tǒng)能在一些點進行處理，如入口或出口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于消息的分布式系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以降低分布式開發(fā)的難度。本發(fā)明還提出了一種在所述系統(tǒng)中利用消息進行通信的方法。
為此，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案一種基于消息的分布式系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個節(jié)點，所述節(jié)點包括至少一個完成特定功能的模塊，所述模塊包括至少一個服務(wù)接入點，用于接收服務(wù)請求消息，并根據(jù)所述服務(wù)請求消息完成所需服務(wù)；消息發(fā)送器，用于將服務(wù)請求消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點，請求所需服務(wù)。
所述服務(wù)接入點具有在所述系統(tǒng)內(nèi)唯一的服務(wù)接入點標識；所述消息中包含目的服務(wù)接入點的標識。
所述消息發(fā)送器包括同步消息發(fā)送器，用于將同步消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點，請求所需服務(wù)，并將服務(wù)結(jié)果返回給發(fā)送者；異步消息發(fā)送器，用于將異步消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點，請求所需服務(wù)，但不負責將服務(wù)結(jié)果返回給發(fā)送者。
所述服務(wù)接入點包括至少一個服務(wù)執(zhí)行單元，根據(jù)服務(wù)請求消息完成所需服務(wù)；消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求消息，并分發(fā)給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，將服務(wù)結(jié)果返回給服務(wù)請求方。
所述消息接收和調(diào)度單元具體包括同步消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求方的同步消息，調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元完成所需服務(wù)，將服務(wù)結(jié)果返回給服務(wù)請求方。
異步消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求方的同步消息，并分發(fā)給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，待所述服務(wù)執(zhí)行單元完成服務(wù)后，創(chuàng)建新消息，將服務(wù)結(jié)果放在所述新消息中通過消息發(fā)送器發(fā)送給服務(wù)請求方。
所述節(jié)點還包括名字服務(wù)器，用于提供名字服務(wù)；所述服務(wù)接入點將該服務(wù)接入點的標識及訪問地址注冊到所述名字服務(wù)器；所述消息發(fā)送器根據(jù)消息中的目的服務(wù)接入點標識從名字服務(wù)器得到目的服務(wù)接入點的訪問地址，將消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點。
所述消息包括消息頭和消息體，所述消息頭中至少包含發(fā)送所述消息的服務(wù)接入點標識，以及接收所述消息的服務(wù)接入點標識，所述消息體包含有服務(wù)需要的數(shù)據(jù)。
所述服務(wù)接入點標識由節(jié)點號、模塊號和服務(wù)接入點號組成。
所述模塊還設(shè)有一個備份模塊。
所述模塊還包括服務(wù)接入點列表存儲器，用于存儲所述模塊中的所有服務(wù)接入點。
所述模塊還包括一個服務(wù)接入點管理單元，用來管理所述模塊中的所有服務(wù)接入點。
本發(fā)明還提供一種在分布式系統(tǒng)中利用消息進行通信的方法，用于第一服務(wù)接入點向第二服務(wù)接入點請求服務(wù)，所述方法包括以下步驟1)所述第一服務(wù)接入點通過消息發(fā)送器向所述第二服務(wù)接入點發(fā)送消息；
2)所述第二服務(wù)接入點接收消息，執(zhí)行所需服務(wù)；3)所述第二服務(wù)接入點返回服務(wù)結(jié)果。
所述消息為同步消息，所述步驟2)具體為所述第二服務(wù)接入點接收消息，調(diào)用相應(yīng)服務(wù)執(zhí)行單元，完成所需服務(wù)。
所述消息為異步消息，所述步驟2)具體為所述第二服務(wù)接入點將所述消息發(fā)送給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，所述服務(wù)執(zhí)行單元完成所需服務(wù)。
所述步驟3)具體為所述第二服務(wù)接入點創(chuàng)建新的消息，將服務(wù)結(jié)果放入所述新消息中，通過消息發(fā)送器發(fā)送給所述第一服務(wù)接入點。
所述消息包括消息頭和消息體，所述消息頭中至少包含發(fā)送所述消息的服務(wù)接入點標識，以及接收所述消息的服務(wù)接入點標識，所述消息體包含有服務(wù)需要的數(shù)據(jù)。
所述服務(wù)接入點標識由節(jié)點號、模塊號和服務(wù)接入點號組成。
所述模塊還設(shè)有一個備份模塊，所述步驟1)具體為所述第一服務(wù)接入點通過消息發(fā)送器向第二服務(wù)接入點請求服務(wù)，所述消息發(fā)送器向位于所有模塊的所述第二服務(wù)接入點分別發(fā)送請求所述服務(wù)的消息。
所述步驟3)具體為位于非備份模塊的所述第二服務(wù)接入點返回服務(wù)結(jié)果。
由于本發(fā)明的系統(tǒng)采用了節(jié)點-模塊-服務(wù)接入點的分層結(jié)構(gòu)，發(fā)送消息統(tǒng)一使用消息發(fā)送器，接收消息統(tǒng)一使用服務(wù)點接入單元，用戶不用關(guān)心系統(tǒng)的具體信息，只需要知道對端的接入服務(wù)點標識就能夠完成在分布式環(huán)境下的通信，簡化了分布式開發(fā)的步驟，降低了分布式開發(fā)的難度，提高了系統(tǒng)的可靠性，提高了系統(tǒng)的可擴充性，例如可以通過統(tǒng)一的消息處理支持統(tǒng)一的消息日志，實現(xiàn)HA方案。


圖1是基于CORBA的通常開發(fā)步驟示意圖；圖2是本發(fā)明中所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是節(jié)點級聯(lián)過程的流程圖；圖4是主節(jié)點與一個從節(jié)點級聯(lián)時的名字服務(wù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是級聯(lián)后主節(jié)點上看到的名字服務(wù)的目錄樹示意圖；圖6是級聯(lián)后從節(jié)點上看到名字服務(wù)的目錄樹示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方案中節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是用C++語言實現(xiàn)一個模塊實例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是同步調(diào)用流程示意圖；圖10是異步調(diào)用流程示意圖；圖11是本系統(tǒng)在HA方案中應(yīng)用的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。
圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方案的分布式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，在系統(tǒng)內(nèi)分布有多個節(jié)點，在節(jié)點中包括多個完成特定功能的模塊。
本發(fā)明所述的節(jié)點分布在廣域網(wǎng)內(nèi)或局域網(wǎng)內(nèi)。在圖2中，節(jié)點1為主節(jié)點，其他節(jié)點是從節(jié)點，主節(jié)點是在邏輯上定義的，例如可以根據(jù)實際需要把其中一個獨立的節(jié)點設(shè)置成主節(jié)點，其余節(jié)點設(shè)置成從節(jié)點。從節(jié)點和主節(jié)點通過級聯(lián)的方式聯(lián)合，這將在本文的下面進行詳細描述。每個節(jié)點都有一個唯一的“節(jié)點號”，以和其他節(jié)點相區(qū)別。每個節(jié)點都包括一個名字服務(wù)器模塊，所有從節(jié)點都注冊到主節(jié)點的名字服務(wù)器模塊上，節(jié)點間通過名字服務(wù)器模塊級聯(lián)訪問。這將在下面進行詳細描述。
圖3描述了從節(jié)點的名字服務(wù)級聯(lián)到主節(jié)點名字服務(wù)的過程。
如圖3所示，在級聯(lián)前，所有節(jié)點的名字服務(wù)器下都只有一個根目錄節(jié)點Node0(節(jié)點0)，級聯(lián)過程可概括為步驟101在主節(jié)點名字服務(wù)的根下面創(chuàng)建一個目錄節(jié)點Node1(節(jié)點1)，并連接到自己的Node0；步驟102在主節(jié)點名字服務(wù)的根下面創(chuàng)建一個目錄節(jié)點Node2(節(jié)點2)，并連接到第一個從節(jié)點的Node0；步驟103在從節(jié)點名字服務(wù)的根下創(chuàng)建一個目錄節(jié)點Primary(主目錄節(jié)點)，連接到主節(jié)點的根上；重復(fù)步驟102、103兩步增加新的從節(jié)點，從節(jié)點號依次增加，如Node3、Node4、Node5......。
圖4是主節(jié)點與一個從節(jié)點級聯(lián)時的名字服務(wù)的結(jié)構(gòu)示意圖。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員通過上面的描述和公知的常識，應(yīng)該理解創(chuàng)建節(jié)點、目錄節(jié)點以及這些節(jié)點如何通過名字服務(wù)器模塊聯(lián)合在一起的具體實現(xiàn)過程，因此，在這里不再贅述。
圖5是級聯(lián)后，從主節(jié)點的名字服務(wù)看到的名字服務(wù)目錄樹的示意圖。在圖6中，主節(jié)點名字服務(wù)目錄樹的根(Root)下有內(nèi)容相同的Node0和Node1，Node1下是主節(jié)點的所有模塊名目錄，模塊名目錄下面是該模塊所有服務(wù)接入點(SAP)的目錄(在下文中將對SAP詳細描述)。其他節(jié)點的目錄連接在主節(jié)點名字服務(wù)目錄樹的根下，其結(jié)構(gòu)與Node1相同，如圖中的Node2、Node3。
圖6是級聯(lián)后，在從節(jié)點上的名字服務(wù)看到的名字服務(wù)目錄樹的示意圖。該從節(jié)點的Root目錄下有一個Node0，Node0下是該從節(jié)點的所有模塊名目錄，模塊名目錄下面是該模塊所有SAP的目錄。該從節(jié)點的根目錄下還有一個Primary節(jié)點，在Primary節(jié)點下面連接著主節(jié)點和其他從節(jié)點的根目錄。
圖7是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的節(jié)點的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1、服務(wù)接入點，2消息發(fā)送器。如圖7和圖2所示，在該優(yōu)選的實施方式中，各個節(jié)點中包括一個名字服務(wù)器以及多個完成特定功能的模塊。每個模塊都包括一個消息發(fā)送器2和至少一個服務(wù)接入點1。
在該實施方式中，消息發(fā)送器包括同步消息發(fā)送器和異步消息發(fā)送器。SAP則包括至少一個服務(wù)執(zhí)行單元和消息接收和調(diào)度單元。消息接收和調(diào)度單元包括同步消息接收和調(diào)度單元。
SAP是模塊對外的接口，都有一個在系統(tǒng)內(nèi)唯一的SAP標識。SAP標識是對其進行訪問的外部標識。SAP標識可以是系統(tǒng)內(nèi)唯一的全局分層地址，具體地說，分層地址包括節(jié)點號、模塊號、SAP號。模塊的所有SAP都通過SAP標識注冊到與其相對應(yīng)的節(jié)點的名字服務(wù)器上。例如，在圖6中，各模塊以及其包含的SAP都掛在相應(yīng)的Node0下面。此外，在名字服務(wù)模塊上還記錄了實際要訪問地址(如物理地址)。在具體訪問時，例如在訪問時通過名字服務(wù)根據(jù)服務(wù)SAP的分層地址，得出它的實際訪問地址，然后根據(jù)實際訪問地址訪問。
在模塊中，SAP標識一般保存在特定位置，例如在本發(fā)明的一個實施方式中，SAP標識保存在模塊中的一個專用的SAP列表存儲器中。在系統(tǒng)初始啟動時，模塊會訪問SAP列表存儲器，并根據(jù)SAP存儲器中的記錄，對記錄的SAP進行初始化。模塊在關(guān)閉時會根據(jù)SAP存儲器中的記錄注銷這些SAP。當然，本發(fā)明并不局限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解還具有許多其他的存儲方法。
同步消息發(fā)送器發(fā)送同步消息至目的SAP，請求所需服務(wù)，并將服務(wù)結(jié)果返回給發(fā)送者。異步消息發(fā)送器，發(fā)送異步消息至目的SAP，請求所需服務(wù)，但不負責將服務(wù)結(jié)果返回給發(fā)送者。同步消息接收單元接收服務(wù)請求方的同步消息，調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元完成所需服務(wù)，將服務(wù)結(jié)果返回給服務(wù)請求方。異步消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求方的同步消息，并分發(fā)給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，待所述服務(wù)執(zhí)行單元完成服務(wù)后，創(chuàng)建一個新的消息，將服務(wù)結(jié)果放在新的消息中通過消息發(fā)送器發(fā)送給服務(wù)請求方。
所述服務(wù)接入點在所述系統(tǒng)內(nèi)具有唯一的全局分層地址都以其全局分層地址注冊到名字服務(wù)器模塊，消息發(fā)送器根據(jù)注冊到名字服務(wù)器上的全局分層地址向服務(wù)接入點發(fā)送消息。由于采用了全局分層地址，不同節(jié)點中的模塊也可以通過上述相同的方式互相進行訪問。
在該實施方式中，同步消息和異步消息都包括消息頭和消息體，消息頭中至少包含客戶端模塊的地址、服務(wù)端地址以及服務(wù)端模塊的SAP號，消息體則封裝調(diào)用數(shù)據(jù)。
在下文中，為了便于描述，將發(fā)送消息的模塊稱為客戶端模塊，將接受消息的模塊稱為服務(wù)端模塊。各模塊既可以是客戶端模塊，也可以是服務(wù)端模塊。
在進行同步調(diào)用時，客戶端模塊的消息發(fā)送器(具體地說，是通過同步消息發(fā)送器)向服務(wù)端模塊的SAP發(fā)送同步消息。服務(wù)端模塊通過其具有的SAP(具體地說，是接收和調(diào)度單元的同步接收和調(diào)度單元)接收該同步消息，并將所接收到的同步消息發(fā)送到相應(yīng)的執(zhí)行單元，執(zhí)行單元根據(jù)接收到的同步消息的消息體中的具體內(nèi)容來完成相應(yīng)的功能操作，并將操作的結(jié)果返回到客戶端模塊。在這里返回的結(jié)果同樣是由客戶端模塊的SAP的接收和調(diào)度單元來接收的。在進行異步調(diào)用時，客戶端模塊的消息發(fā)送器(具體地說，是通過異步消息發(fā)送器)向服務(wù)端模塊的SAP發(fā)送異步消息，同樣，服務(wù)端模塊通過其具有的異步消息接收和調(diào)度單元接收該異步消息，并將所接收到的異步消息發(fā)送到相應(yīng)的執(zhí)行單元，該執(zhí)行單元根據(jù)接收到的異步消息體中的具體內(nèi)容來完成相應(yīng)的功能操作。但是，服務(wù)端模塊在完成相應(yīng)的操作后，并不會給客戶端模塊返回操作結(jié)果。但是，服務(wù)端的SAP會從接收到的異步消息中獲取客戶端源地址，并對其進行保存。之后，客戶端的SAP在任意需要的時候，可以創(chuàng)建新的消息，并將服務(wù)端模塊的服務(wù)結(jié)果放入新的消息中，根據(jù)該客戶端的源地址，向客戶端模塊返回操作的結(jié)果。在這里，在調(diào)用過程中所使用的數(shù)據(jù)可以是二進制數(shù)據(jù)，并可以使用分布式開發(fā)中的各種編碼方式，例如使用CDR或ASN.1編碼方式。
此外，各模塊還可以包括一個管理SAP的單元，用來完成一些所有SAP的共性的管理功能。
在本發(fā)明的另外一個優(yōu)選實施方式中，在節(jié)點中還可以設(shè)有一個備份模塊，備份模塊同原始模塊完全相同，備份模塊的模塊號也同該模塊的相同。在該實施方式中，上述分層地址還可包括一個“群內(nèi)號”，用于區(qū)分原始模塊和備份模塊。
下面描述一種在根據(jù)本發(fā)明上述實施方式描述的分布式系統(tǒng)中利用消息進行通信的方法。
首先，上述節(jié)點中的一個(在這里稱為第一節(jié)點)的一個模塊(在這里稱為第一模塊)通過與其對應(yīng)的消息發(fā)送器向另外一個節(jié)點(在這里稱為第二節(jié)點)的一個模塊(在這里稱為第二模塊)發(fā)送消息。第二模塊通過與其對應(yīng)的SAP接收該消息，并根據(jù)所接受的消息是同步消息還是異步消息來執(zhí)行相應(yīng)操作。其中在第一模塊向第二模塊發(fā)送的消息為同步消息時，第二模塊向第一模塊返回操作結(jié)果，在第一模塊向第二模塊發(fā)送的消息為異步消息時，第二模塊根據(jù)所述消息執(zhí)行相應(yīng)操作，但不向第一模塊返回操作結(jié)果，而僅保存第一模塊的地址。在需要的時候，第二模塊可以根據(jù)包括的第一模塊的地址向第一模塊返回操作結(jié)果。對于具體的操作過程可參照上文中的描述。
在這里雖然列舉了兩個節(jié)點之間的兩個模塊之間進行通信的方法，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到在同一節(jié)點中的兩個不同模塊也可以進行上述相同的操作。此外，對于上述操作的具體原理和細節(jié)已經(jīng)在前面描述本發(fā)明優(yōu)選實施方式的分布式系統(tǒng)時進行了詳細的論述，因此，在這里不再贅述。
為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更加完整地理解本發(fā)明，下面以C++語言編程為例來詳細描述實現(xiàn)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的模塊的細節(jié)。
為了使本發(fā)明的技術(shù)人員更容易地理解本發(fā)明，下面將以C++語言編程為例以軟件實現(xiàn)的形式來說明本發(fā)明實施方式的一個示例。圖8是用C++語言編程實現(xiàn)一個模塊的實例的結(jié)構(gòu)示意圖。在圖中，iMAP_Lem_Module表示模塊的類名稱，iMAP_Msg_Utility表示消息發(fā)送器的類名稱，iMAP_Sap_Cache_Mgr和Sap_Entry分別表示服務(wù)接入點緩存管理器的類名稱和服務(wù)接入點列表的類名稱。此外，iMAP_Lem_Sap_Impl和iMAP_Admin_Sap_Impl分別表示服務(wù)接入點實現(xiàn)基類的類名稱和管理服務(wù)接入點實現(xiàn)的類名稱。圖中的連線表示了各類之間的調(diào)用關(guān)系。圖中的英文是訪問時調(diào)用的名稱，沒有特別的含義，也可以用其他的英文名稱替代。
其中，各模塊可以通過包含有進程、動態(tài)庫或其他形式的單元來實現(xiàn)，如前所述，每個模塊都有一個唯一的“模塊號”，用于和節(jié)點內(nèi)其他模塊相區(qū)別。這些模塊作為SAP的容器完成模塊全局的初始化和SAP的初始化。模塊主體通過消息發(fā)送器向其他模塊的SAP發(fā)送消息來訪問其他模塊。如上所述，服務(wù)接入點緩存管理器由消息發(fā)送器使用。服務(wù)接入點列表用于存儲該模塊中所有的SAP地址，服務(wù)接入點列表在模塊初始化時被初始化。管理服務(wù)接入點實現(xiàn)類，可以完成一些所有SAP的共性的管理功能。
SAP從iMAP_Lem)_Sap_Impl派生。SAP提供模塊對外接口的實體，SAP有一個唯一的“SAP號”，和本模塊的其他SAP相區(qū)別。SAP實現(xiàn)一個CORBA接口，并注冊到名字服務(wù)器，使用[節(jié)點號][模塊號][SAP號]來作為該SAP的外部標識(名字)。
SAP實現(xiàn)的CORBA接口為一個通用的接口，而應(yīng)用層的SAP一般會提供多個功能，每個功能用一個成員函數(shù)實現(xiàn)。應(yīng)用定義成員函數(shù)，同時定義一個分發(fā)ID(分發(fā)碼)。iMAP_Lem_Sap_Impl通過分發(fā)ID查找和調(diào)用分發(fā)成員函數(shù)。成員函數(shù)使用宏定義。
上述模塊類和SAP類封裝了服務(wù)端的開發(fā)，消息發(fā)送器提供了客戶端的使用，客戶端使用這個類對象發(fā)送同步或異步消息。
模塊類和SAP類中都有獲得iMAP_Msg_Utility實例的函數(shù)。消息發(fā)送器的關(guān)鍵是SAP緩存管理器iMAP_Sap_Cache_Mgr，該類提供SAP的CORBA對象的緩存。這個類的核心是一個SAP的緩存數(shù)組。
從上述內(nèi)容不難看出，本實例中的技術(shù)方案簡化了分布式開發(fā)的步驟，降低了分布式開發(fā)的難度，由于iMAP_Lem_Module封裝了CORBA對象的創(chuàng)建和注冊、注銷，用戶只要專注于SAP的實現(xiàn)；SAP只是一個普通的C++類，從iMAP_Lem_Sap_Impl派生，用戶只需要定義分發(fā)碼和實現(xiàn)成員函數(shù)，而不需要定義和實現(xiàn)任何CORBA接口。而發(fā)送消息統(tǒng)一使用iMAP_Msg_Utility類，用戶也不用關(guān)心對端的CORBA對象和名字服務(wù)器，只需要知道對端的SAP標識。
本實例中的方案提供了更好的擴充性和可靠性，由于發(fā)送消息統(tǒng)一在iMAP_Msg_Utility中實現(xiàn)，消息接受統(tǒng)一在iMAP_Lem_Sap_Impl中，消息有統(tǒng)一的消息頭，可以對消息進行一些統(tǒng)一的處理，進行一些AOP(AspectOriented Programing，面向方面的編程)，如統(tǒng)一記錄日志。由于消息統(tǒng)一入口、出口和消息頭，可以統(tǒng)一記錄運行日志。
此外，如果直接使用CORBA開發(fā)，對每個接口定義一個IDL，然后編譯成stub(代理)和skeleton(骨架)，這些代碼量很大，一個簡單的接口可能編譯出1000行以上代碼，造成系統(tǒng)很龐大，在本實施例中，只有一個系統(tǒng)預(yù)定義的CORBA接口，新增的功能通過用戶派生類實現(xiàn)自己的業(yè)務(wù)邏輯，沒有額外的代碼，系統(tǒng)的大小可以控制，在一些嵌入式的系統(tǒng)由于內(nèi)存受限制，可以通過本發(fā)明提供的方案實現(xiàn)很好的分布式特性。
上述實例中，可以使用ORB(CORBA里面的對象遠程代理)進行底層的通信承載，但在本發(fā)明的系統(tǒng)中ORB不是必須的，也可以使用其他方式作為通信的承載。包括但不限于ACE Reactor/EventHandler(ACE Reactor，Adaptive Communication Envionment Reactor/EventHandler，自適應(yīng)通信環(huán)境反應(yīng)器/事件處理器；是ACE里面的一個設(shè)計模式，對Socket-即套接字的一種C++封裝，ACE是一套開源代碼。)；ICE(Internet CommunicationEnvironment，因特網(wǎng)通信環(huán)境，也是一套開源代碼，是CORBA的簡化版本)；Socket(套接字，是針對IP通信的最廣泛使用的一套編程接口)等，都可以實現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)。
圖9表示本方案的一個同步調(diào)用的過程。下面參照圖8和圖9詳細描述本發(fā)明一個實施方式的同步調(diào)用過程，其步驟如下步驟901Client(客戶端，即調(diào)用者)使用消息發(fā)送器(iMAP_Msg_Utility)發(fā)送同步消息(Send_sync_msg，消息發(fā)送器提供的接口函數(shù))；步驟902iMAP_Msg_Utility對Server(服務(wù)端)的iMAP_Lem_Servant(侍服類)執(zhí)行同步調(diào)用(InvokeSnyc，同步調(diào)用，底層CORBA接口調(diào)用)；步驟903iMAP_Lem_Servant對iMAP_Lem_Sap_Impl執(zhí)行同步調(diào)用(iMAP_Lem_Servant實際和iMAP_Lem_Sap_Impl可以是一個類，分成兩個僅僅是一種實現(xiàn)上的解耦方法，可以看成是一個，前者僅起一個代理作用)；步驟904iMAP_Lem_Sap_Impl在映射中查找分發(fā)函數(shù)(find_map，分發(fā)函數(shù)，是服務(wù)接入點類的一個成員函數(shù))，服務(wù)接入點根據(jù)消息頭中的分發(fā)碼，找到分發(fā)函數(shù)；步驟905iMAP_Lem_Sap_Impl執(zhí)行分發(fā)函數(shù)；步驟906iMAP_Lem_Sap_Impl同步調(diào)用結(jié)束，將該調(diào)用的輸出參數(shù)和返回值返回給iMAP_Lem_Servant；步驟907iMAP_Lem_Servant同步調(diào)用結(jié)束，將該調(diào)用的輸出參數(shù)和返回值返回給iMAP_Msg_Utility(即Send_sync_msg函數(shù)的輸出參數(shù)和返回值)；步驟908iMAP_Msg_Utility同步消息結(jié)束，Client獲得調(diào)用結(jié)果。
圖10表示了本方案的一個異步調(diào)用的過程實例，下面參照圖8和圖10詳細描述本發(fā)明一個實施方式的異步調(diào)用過程，其步驟如下步驟1001Client(客戶端，即調(diào)用者)使用消息發(fā)送器(iMAP_Msg_Utility)發(fā)送異步消息(send_async_msg，消息發(fā)送器提供的接口函數(shù))；步驟1002iMAP_Msg_Utility對Server(服務(wù)端)的iMAP_Lem_Servant(侍服類)執(zhí)行異步調(diào)用(InvokeAsync，異步調(diào)用，底層CORBA接口調(diào)用)；步驟1003iMAP_Lem_Servant對iMAP_Lem_Sap_Impl執(zhí)行異步調(diào)用；步驟1004iMAP_Lem_Sap_Impl在映射中查找分發(fā)函數(shù)；步驟1005iMAP_Lem_Sap_Impl不執(zhí)行分發(fā)函數(shù)，把調(diào)用打包放進隊列。打包放進隊列過程是把找到的分發(fā)函數(shù)指針、異步調(diào)用的消息頭和消息體放在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里面，然后把這個結(jié)構(gòu)放進一個隊列；步驟1006iMAP_Lem_Sap_Impl異步調(diào)用結(jié)束，將返回結(jié)果(不帶有該調(diào)用的輸出參數(shù)和返回值)返回給iMAP_Lem_Servant；步驟1007iMAP_Lem_Servant異步調(diào)用結(jié)束，將返回結(jié)果(不帶有該調(diào)用的輸出參數(shù)和返回值)返回給iMAP_Msg_Utility；步驟1008iMAP_Msg_Utility異步消息結(jié)束，將返回結(jié)果返回給Client。
步驟1009iMAP_Lem_Sap_Impl通過Svc(線程函數(shù))論詢上述隊列，如果隊列不為空，則取出隊列的內(nèi)容(分發(fā)函數(shù)指針、消息頭、消息體)，通過分發(fā)函數(shù)指針，執(zhí)行該分發(fā)函數(shù)，執(zhí)行時消息頭、消息體作為分發(fā)函數(shù)的參數(shù)傳入。
步驟1010Svc(線程函數(shù))獲得步驟1009中分發(fā)函數(shù)執(zhí)行的結(jié)果，結(jié)果包括兩部分函數(shù)返回值，函數(shù)輸出參數(shù)。
步驟1011Svc使用Server(服務(wù)端)的iMAP_Msg_Utility的異步函數(shù)(send_async_msg)給Client發(fā)送結(jié)果(返回值填在消息頭中，輸出參數(shù)作為消息體)；Client端實際也是在一個iMAP_Lem_Sap_Impl的實現(xiàn)里面處理步驟1011的結(jié)果。
此處還需要規(guī)定一個特殊值比如發(fā)函數(shù)如果返回空值(DISP VOID)，表示不需要Svc函數(shù)再執(zhí)行步驟1011，將返回空值作為一個特殊定義，分發(fā)函數(shù)的其他返回值不能使用這個值。
當Client的iMAP_Lem_Sap_Impl在收到Server的iMAP_Msg_Utility發(fā)送的消息后，Client端的iMAP_Lem_Sap_Impl的分發(fā)函數(shù)會返回空值，從而避免形成一個死循環(huán)的消息發(fā)送。
圖11表示本方案的一種在HA上的應(yīng)用實例。如圖中所示，在HA方式中，模塊有兩個運行實例，一個是主(Active)，一個是備(Standby)，這兩個實例的節(jié)點號、模塊號都一樣，但兩個的“群內(nèi)號”不一樣，如，一個是0一個是1。對于調(diào)用者，他只看到節(jié)點號、模塊號、SAP號，因此HA對于調(diào)用者是透明的。調(diào)用者把目的節(jié)點號、模塊號、SAP號傳給消息發(fā)送器，后者在調(diào)用時中查詢這兩個實例的狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)一個是主，一個是備，則給主和備實例同時發(fā)送(即同時調(diào)用主和備實例的SAP的CORBA函數(shù))，這樣實現(xiàn)復(fù)制功能(Duplication function)。
這是實現(xiàn)雙機熱備份的一種機制，也叫做并發(fā)選收。即發(fā)送的時候給主備對象都發(fā)送，但主、備對象處理后，只有主的返回消息發(fā)出來(如果兩個的消息都發(fā)出來就會造成混亂)，而備的消息不發(fā)出來，如圖中虛線部分，這樣實現(xiàn)選擇功能(selection function)。
如此，可以保證在主、備對象中，如果有一個死了，另外一個還能不中斷地進行處理。比如當主對象死了，這時原先備的對象變成了主對象，可以發(fā)送消息，而原先的主對象變成了備對象。
主、備作為整體來講，始終有一個輸入和一個輸出。輸入和輸出包括任何內(nèi)容，當對應(yīng)文件時，輸入就是讀文件，輸出就是寫文件；當對應(yīng)數(shù)據(jù)庫時，輸入就是查詢，輸出就是增刪改。
以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式
的一種，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)的方案范圍內(nèi)進行的通常變化和替換，都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于消息的分布式系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少一個節(jié)點，所述節(jié)點包括至少一個完成特定功能的模塊，所述模塊包括至少一個服務(wù)接入點，用于接收服務(wù)請求消息，并根據(jù)所述服務(wù)請求消息完成所需服務(wù)；消息發(fā)送器，用于將服務(wù)請求消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點，請求所需服務(wù)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)接入點具有在所述系統(tǒng)內(nèi)唯一的服務(wù)接入點標識；所述消息中包含目的服務(wù)接入點的標識。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消息發(fā)送器包括同步消息發(fā)送器，用于將同步消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點，請求所需服務(wù)，并將服務(wù)結(jié)果返回給發(fā)送者；異步消息發(fā)送器，用于將異步消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點，請求所需服務(wù)，但不負責將服務(wù)結(jié)果返回給發(fā)送者。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)接入點包括至少一個服務(wù)執(zhí)行單元，根據(jù)服務(wù)請求消息完成所需服務(wù)；消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求消息，并分發(fā)給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，將服務(wù)結(jié)果返回給服務(wù)請求方。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消息接收和調(diào)度單元具體包括同步消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求方的同步消息，調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元完成所需服務(wù)，將服務(wù)結(jié)果返回給服務(wù)請求方。異步消息接收和調(diào)度單元，接收服務(wù)請求方的同步消息，并分發(fā)給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，待所述服務(wù)執(zhí)行單元完成服務(wù)后，創(chuàng)建新消息，將服務(wù)結(jié)果放在所述新消息中通過消息發(fā)送器發(fā)送給服務(wù)請求方。
6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)點還包括名字服務(wù)器，用于提供名字服務(wù)；所述服務(wù)接入點將該服務(wù)接入點的標識及訪問地址注冊到所述名字服務(wù)器；所述消息發(fā)送器根據(jù)消息中的目的服務(wù)接入點標識從名字服務(wù)器得到目的服務(wù)接入點的訪問地址，將消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點。
7.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述消息包括消息頭和消息體，所述消息頭中至少包含發(fā)送所述消息的服務(wù)接入點標識，以及接收所述消息的服務(wù)接入點標識，所述消息體包含有服務(wù)需要的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述服務(wù)接入點標識由節(jié)點號、模塊號和服務(wù)接入點號組成。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊還設(shè)有一個備份模塊。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊還包括服務(wù)接入點列表存儲器，用于存儲所述模塊中的所有服務(wù)接入點。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述模塊還包括一個服務(wù)接入點管理單元，用來管理所述模塊中的所有服務(wù)接入點。
12.一種在分布式系統(tǒng)中利用消息進行通信的方法，用于第一服務(wù)接入點向第二服務(wù)接入點請求服務(wù)，其特征在于，所述方法包括以下步驟1)所述第一服務(wù)接入點通過消息發(fā)送器向所述第二服務(wù)接入點發(fā)送消息；2)所述第二服務(wù)接入點接收消息，執(zhí)行所需服務(wù)；3)所述第二服務(wù)接入點返回服務(wù)結(jié)果。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述消息為同步消息，所述步驟2)具體為所述第二服務(wù)接入點接收消息，調(diào)用相應(yīng)服務(wù)執(zhí)行單元，完成所需服務(wù)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述消息為異步消息，所述步驟2)具體為所述第二服務(wù)接入點將所述消息發(fā)送給相應(yīng)的服務(wù)執(zhí)行單元，所述服務(wù)執(zhí)行單元完成所需服務(wù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述步驟3)具體為所述第二服務(wù)接入點創(chuàng)建新的消息，將服務(wù)結(jié)果放入所述新消息中，通過消息發(fā)送器發(fā)送給所述第一服務(wù)接入點。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述消息包括消息頭和消息體，所述消息頭中至少包含發(fā)送所述消息的服務(wù)接入點標識，以及接收所述消息的服務(wù)接入點標識，所述消息體包含有服務(wù)需要的數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述服務(wù)入點標識由節(jié)點號、模塊號和服務(wù)接入點號組成。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述模塊還設(shè)有一個備份模塊，所述步驟1)具體為所述第一服務(wù)接入點通過消息發(fā)送器向第二服務(wù)接入點請求服務(wù)，所述消息發(fā)送器向位于所有模塊的所述第二服務(wù)接入點分別發(fā)送請求所述服務(wù)的消息。所述步驟3)具體為位于非備份模塊的所述第二服務(wù)接入點返回服務(wù)結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于消息的分布式系統(tǒng)以及在其中進行通信的方法，所述系統(tǒng)包括至少一個節(jié)點，所述節(jié)點包括至少一個完成特定功能的模塊，所述模塊包括至少一個服務(wù)接入點，用于接收服務(wù)請求消息，并根據(jù)所述服務(wù)請求消息完成所需服務(wù)；消息發(fā)送器，用于將服務(wù)請求消息發(fā)送至目的服務(wù)接入點請求所需服務(wù)。利用本發(fā)明，發(fā)送消息統(tǒng)一使用消息發(fā)送器，接受消息統(tǒng)一使用服務(wù)點接入單元，用戶不用關(guān)心具體信息，只需要知道對端的接入服務(wù)點標識就能夠完成在分布式環(huán)境下的通信，簡化了開發(fā)的難度，提高了系統(tǒng)的可靠性和可擴充性。
文檔編號H04L29/08GK1984149SQ20061007598
公開日2007年6月20日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者徐彬艷 申請人:華為技術(shù)有限公司