使用信元流(TLVStream)規范、簡化模塊(C/C++)間交互 收藏
問題描述:
在軟件開發過程中,一般會對復雜的現實世界進行抽象,并且采用分而治之的策略,將大系統分解為子系統,將子系統分解為一個個的模塊。模塊間的通信一般采用函數調用的方式,這樣會產生一些問題:
1. 模塊間的接口增多會導致模塊間緊密耦合,不利于模塊的重用、調試、維護。
2. 接口函數參數會很復雜,容易出現很龐大,功能面面俱到的結構體。
3. 不利于擴展,新增功能要新增接口函數,或者修改接口參數。
信元流的定義
信元流是一種處理數據的方式。它對現實世界的數據進行抽象,形成一個一個的信元,然后由這些信元以一定的方式組合起來,形成信元流,來傳遞數據。下面信元流的實現。
信元的實現
信元由三部分組成,分別是信元標識(Tag),信元長度(Length),信元值(Value),即TLV格式。下面是一個信元的c定義:
typedef struct __ELEMENT_ST
{
ELE_TAG tag;
ELE_LEN len;
ELE_VALUE value;
}ELEMENT_ST;
信元流的實現:
信元流分為兩部分,信元流頭部(head)和體部(body)。head部分用于記錄信元流的整體描述,比如,信元流的起始模塊,目的模塊,以及信元流的消息類型等等。當然,也可以根據需要自己進行擴展。body部分包括信元流中信元的總大小,即ELE_MSG_BODY中body的長度。
typedef struct __ELEMENT_STREAM_ST
{
MOD_ID src_mod;
MOD_ID des_mod;
ELE_MSG_TYPE type;
ELE_MSG_BODY body;
}ELEMENT_STREAM_ST;
typedef struct __ELE_MSG_BODY
{
ELE_MSG_LEN len;
char body[MAX_ELE_MSG_BODY_LEN];
} ELE_MSG_BODY;
構造信元流
定義好結構體后,下面定義兩個函數,分別向信元體中添加信元和刪除信元。
//pbody信元體的指針。這里沒有使用信元流的指針是為了讓函數的重用性更好,用戶可以自己定義信元流。
//tag:添加信元的TAG值,len:添加信元的長度。pvale:添加信元的值。
int AddElementToStreamBody(ELE_MSG_BODY *pbody, ELE_TAG tag, ELE_LEN len, void *pvalue);
//pbody信元體的指針。 //tag:獲取信元的TAG值,buf_len:pbuf的長度。pbuf:目標緩沖區,要把信元VALUE的值寫入吃緩沖區。
int GetElementFromStreamBody(ELE_MSG_BODY *pbody, ELE_TAG tag, int buf_len, void *pbuf);
信元流的body是一個緩沖區,信元在里面順序排列。信元在body中順序不影響它的獲取。添加和獲取的方法比較簡單,不再贅述。
一個信元流的實例
下面來舉一個具體的例子來介紹一下信元流的使用,以及它的優點。
假如由兩個模塊A和B。A模塊負責處理業務邏輯,B模塊負責處理呼叫控制。A調用B的一個接口發起呼叫,接口如下。
typedef struct __MAKE_CALL_ST
{
char caller_num[MAX_NUM_LEN];//主叫號碼
char called_num[MAX_NUM_LEN];//被叫號碼
}MAKE_CALL_ST;
int MakeCall(MAKE_CALL_ST *pcall_info);
后面需求有更改,某些情況下藥攜帶主叫的callid信息。結構體會變成:
typedef struct __MAKE_CALL_ST
{
char caller_num[MAX_NUM_LEN];//主叫號碼
char called_num[MAX_NUM_LEN];//被叫號碼
CALL_ID caller_callid;
}MAKE_CALL_ST;
某些情況下又需要攜帶主叫的SDP信息,結構體會變成:
typedef struct __MAKE_CALL_ST
{
char caller_num[MAX_NUM_LEN];//主叫號碼
char called_num[MAX_NUM_LEN];//被叫號碼
CALL_ID caller_callid;
SDP_INFO call_sdp;
}MAKE_CALL_ST;
隨著需求的增加,這個結構體會越來越大,并且,其中的成員在某些情況下要使用,某些情況下又不使用,造成模塊間的冗余數據。
當然,你也可以采用其他的方法,比如,再多定義幾個接口和結構體。但是這樣的話接口和結構體的數量會呈爆炸式的增長。
使用信元流可以很好的解決這個問題。把號碼,callid,sdp等全部定義成信元,需要的時候塞進去,不需要的話就不添加。另外還有一個好處就是,一個模塊可以對外只公布一個接口,來收取信元流,然后在根據信元流的類型進行分別處理。這樣,一個模塊對外就只有一個接口了,模塊間的耦合性會降低。
一點改進
上面定義的信元流的格式在實際使用的過程中還是碰到了一些問題,最突出的就是,信元流的大小是固定死的。這種情況下,如果信元信息很小,會導致空間浪費,效率降低;如果信元信息很多,信元流的空間又不夠。
可以對上面的這種方案進行一下優化,把信元的定義更改為:
typedef struct __ELEMENT_ST
{
ELE_TAG tag;
ELE_LEN len;
ELE_VALUE value;
ELEMENT_ST *pnext_ele;//下一個信元流
}ELEMENT_ST;
將信元流的定義更改為:
typedef struct __ELEMENT_STREAM_ST
{
MOD_ID src_mod;
MOD_ID des_mod;
ELE_MSG_TYPE type;
ELEMENT_ST *pfirst_ele;//第一個信元流
}ELEMENT_STREAM_ST;
將信元流和信元更改為動態申請的內存。這樣既可以提高效率,有沒有了大小的限制。
需要增加兩個接口,來申請和釋放信元流。
唯一不好的地方時,動態申請的內存需要程序員記得釋放,否則會內存泄露。不過還有一個方法,即增加一個申請信元流的函數,如下
ELEMENT_STREAM_ST *GetEleStream()
{
static ELEMENT_STREAM_ST *pstream = NULL;
if (NULL != pstream)
{
FreeEleStream(pstream);
pstream = NULL;
}
pstream = AllocteEleStream();
return pstream;
}
這樣的話,通過函數GetEleStream獲取的信元流,只在函數范圍內有效,退出函數后,立即無效。