使用信元流(TLVStream)规范、简化模块(C/C++)间交互 收藏
问题描述:
在软件开发过程中,一般会对复杂的现实世界进行抽象,并且采用分而治之的策略,将大系统分解为子系统,将子系统分解为一个个的模块。模块间的通信一般采用函数调用的方式,这样会产生一些问题:
1. 模块间的接口增多会导致模块间紧密耦合,不利于模块的重用、调试、维护。
2. 接口函数参数会很复杂,容易出现很庞大,功能面面俱到的结构体。
3. 不利于扩展,新增功能要新增接口函数,或者修改接口参数。
信元流的定义
信元流是一种处理数据的方式。它对现实世界的数据进行抽象,形成一个一个的信元,然后由这些信元以一定的方式组合起来,形成信元流,来传递数据。下面信元流的实现。
信元的实现
信元由三部分组成,分别是信元标识(Tag),信元长度(Length),信元值(Value),即TLV格式。下面是一个信元的c定义:
typedef struct __ELEMENT_ST
{
ELE_TAG tag;
ELE_LEN len;
ELE_VALUE value;
}ELEMENT_ST;
信元流的实现:
信元流分为两部分,信元流头部(head)和体部(body)。head部分用于记录信元流的整体描述,比如,信元流的起始模块,目的模块,以及信元流的消息类型等等。当然,也可以根据需要自己进行扩展。body部分包括信元流中信元的总大小,即ELE_MSG_BODY中body的长度。
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;
构造信元流
定义好结构体后,下面定义两个函数,分别向信元体中添加信元和删除信元。
//pbody信元体的指针。这里没有使用信元流的指针是为了让函数的重用性更好,用户可以自己定义信元流。
//tag:添加信元的TAG值,len:添加信元的长度。pvale:添加信元的值。
int AddElementToStreamBody(ELE_MSG_BODY *pbody, ELE_TAG tag, ELE_LEN len, void *pvalue);
//pbody信元体的指针。 //tag:获取信元的TAG值,buf_len:pbuf的长度。pbuf:目标缓冲区,要把信元VALUE的值写入吃缓冲区。
int GetElementFromStreamBody(ELE_MSG_BODY *pbody, ELE_TAG tag, int buf_len, void *pbuf);
信元流的body是一个缓冲区,信元在里面顺序排列。信元在body中顺序不影响它的获取。添加和获取的方法比较简单,不再赘述。
一个信元流的实例
下面来举一个具体的例子来介绍一下信元流的使用,以及它的优点。
假如由两个模块A和B。A模块负责处理业务逻辑,B模块负责处理呼叫控制。A调用B的一个接口发起呼叫,接口如下。
typedef struct __MAKE_CALL_ST
{
char caller_num[MAX_NUM_LEN];//主叫号码
char called_num[MAX_NUM_LEN];//被叫号码
}MAKE_CALL_ST;
int MakeCall(MAKE_CALL_ST *pcall_info);
后面需求有更改,某些情况下药携带主叫的callid信息。结构体会变成:
typedef struct __MAKE_CALL_ST
{
char caller_num[MAX_NUM_LEN];//主叫号码
char called_num[MAX_NUM_LEN];//被叫号码
CALL_ID caller_callid;
}MAKE_CALL_ST;
某些情况下又需要携带主叫的SDP信息,结构体会变成:
typedef struct __MAKE_CALL_ST
{
char caller_num[MAX_NUM_LEN];//主叫号码
char called_num[MAX_NUM_LEN];//被叫号码
CALL_ID caller_callid;
SDP_INFO call_sdp;
}MAKE_CALL_ST;
随着需求的增加,这个结构体会越来越大,并且,其中的成员在某些情况下要使用,某些情况下又不使用,造成模块间的冗余数据。
当然,你也可以采用其他的方法,比如,再多定义几个接口和结构体。但是这样的话接口和结构体的数量会呈爆炸式的增长。
使用信元流可以很好的解决这个问题。把号码,callid,sdp等全部定义成信元,需要的时候塞进去,不需要的话就不添加。另外还有一个好处就是,一个模块可以对外只公布一个接口,来收取信元流,然后在根据信元流的类型进行分别处理。这样,一个模块对外就只有一个接口了,模块间的耦合性会降低。
一点改进
上面定义的信元流的格式在实际使用的过程中还是碰到了一些问题,最突出的就是,信元流的大小是固定死的。这种情况下,如果信元信息很小,会导致空间浪费,效率降低;如果信元信息很多,信元流的空间又不够。
可以对上面的这种方案进行一下优化,把信元的定义更改为:
typedef struct __ELEMENT_ST
{
ELE_TAG tag;
ELE_LEN len;
ELE_VALUE value;
ELEMENT_ST *pnext_ele;//下一个信元流
}ELEMENT_ST;
将信元流的定义更改为:
typedef struct __ELEMENT_STREAM_ST
{
MOD_ID src_mod;
MOD_ID des_mod;
ELE_MSG_TYPE type;
ELEMENT_ST *pfirst_ele;//第一个信元流
}ELEMENT_STREAM_ST;
将信元流和信元更改为动态申请的内存。这样既可以提高效率,有没有了大小的限制。
需要增加两个接口,来申请和释放信元流。
唯一不好的地方时,动态申请的内存需要程序员记得释放,否则会内存泄露。不过还有一个方法,即增加一个申请信元流的函数,如下
ELEMENT_STREAM_ST *GetEleStream()
{
static ELEMENT_STREAM_ST *pstream = NULL;
if (NULL != pstream)
{
FreeEleStream(pstream);
pstream = NULL;
}
pstream = AllocteEleStream();
return pstream;
}
这样的话,通过函数GetEleStream获取的信元流,只在函数范围内有效,退出函数后,立即无效。