一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)與流程

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
在出站式服務(wù)架構(gòu)中，由控制端指令計(jì)算節(jié)點(diǎn)執(zhí)行數(shù)據(jù)服務(wù)，一種典型的通信模型的主要過程如下：將分布式服務(wù)程序分別部署在每個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)中，分布式服務(wù)程序中包含必要的服務(wù)過程；計(jì)算節(jié)點(diǎn)回連控制端，控制端進(jìn)行必要的身份驗(yàn)證后，維持此連接作為主連接；控制端通過主連接分化出新會話連接，并通過會話連接指示計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和結(jié)果回傳。在這種模型中，需要解決兩個(gè)問題：一、計(jì)算節(jié)點(diǎn)服務(wù)升級：當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)需要更新服務(wù)時(shí)，傳統(tǒng)的做法是通過升級程序或手動將計(jì)算節(jié)點(diǎn)的服務(wù)程序更新，重啟計(jì)算節(jié)點(diǎn)服務(wù)程序，再次回連。升級過程不夠靈活。二、計(jì)算節(jié)點(diǎn)和控制端的資源管理問題：當(dāng)計(jì)算服務(wù)所處的會話異常結(jié)束，例如網(wǎng)絡(luò)斷開時(shí)，需要處理資源釋放問題。專利申請?zhí)枮镃N201210521645的文獻(xiàn)披露了一種基于BOOST的出站式RFI/RMI服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法及通信系統(tǒng)，其使用遠(yuǎn)程對象作為會話資源管理器，使用會話式契約（RMI服務(wù)）來管理資源，在這種模式下，每種服務(wù)會話需要獨(dú)立定義會話對象及契約接口，當(dāng)基于會話的服務(wù)種類增多時(shí)，會增大控制端和計(jì)算節(jié)點(diǎn)的耦合度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決上述問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，包括控制端以及與控制端通信連接的至少一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)包括主連接發(fā)起模塊、功能模塊加載模塊、計(jì)算模塊，所述控制端包括驗(yàn)證模塊、主連接模塊、查詢模塊、判斷模塊、更新模塊、會話模塊；所述主連接發(fā)起模塊用于向控制端發(fā)起連接；所述驗(yàn)證模塊用于對發(fā)起連接的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行身份驗(yàn)證；所述主連接模塊用于當(dāng)驗(yàn)證模塊對計(jì)算節(jié)點(diǎn)身份驗(yàn)證通過后，維持所述連接作為主連接，并創(chuàng)建進(jìn)程上下文，進(jìn)程上下文中包含服務(wù)函數(shù)表，服務(wù)函數(shù)表中注冊有功能模塊對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)；所述查詢模塊用于通過主連接查詢計(jì)算節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有功能模塊的類別和版本號；所述判斷模塊用于根據(jù)所述類別和版本號判斷計(jì)算節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有功能模塊中是否有未更新的功能模塊，并當(dāng)判定沒有未更新的功能模塊時(shí)，通知計(jì)算節(jié)點(diǎn)加載功能模塊；所述更新模塊用于當(dāng)判斷模塊判定有未更新的功能模塊時(shí)，通過主連接對未更新的功能模塊相應(yīng)的服務(wù)函數(shù)進(jìn)行更新，然后通知計(jì)算節(jié)點(diǎn)加載功能模塊；所述功能模塊加載模塊用于加載功能模塊；所述會話模塊用于通過主連接與計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行會話連接；所述計(jì)算模塊用于根據(jù)會話連接的指示進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并將結(jié)果回傳。本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，包括：S101、計(jì)算節(jié)點(diǎn)向控制端發(fā)起連接；S102、控制端對發(fā)起連接的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行身份驗(yàn)證后，維持所述連接作為主連接，并創(chuàng)建進(jìn)程上下文，進(jìn)程上下文中包含服務(wù)函數(shù)表，服務(wù)函數(shù)表中注冊有功能模塊對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)；S103、控制端通過主連接查詢計(jì)算節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有功能模塊的類別和版本號，并根據(jù)所述類別和版本號判斷計(jì)算節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有功能模塊中是否有未更新的功能模塊，若是，進(jìn)入步驟S104，若否，進(jìn)入步驟S105；S104、控制端通過主連接對未更新的功能模塊相應(yīng)的服務(wù)函數(shù)進(jìn)行更新；S105、計(jì)算節(jié)點(diǎn)加載功能模塊，然后進(jìn)入步驟S106；S106、控制端通過主連接與計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行會話連接，并通過會話連接指示計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和結(jié)果回傳。本發(fā)明的種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，基于RFI服務(wù)模型，使用進(jìn)程運(yùn)行時(shí)上下文實(shí)現(xiàn)服務(wù)功能模塊的自動更新，使更新過程自動化，并在大部分場合下不需要重啟服務(wù)程序，提高了升級維護(hù)的效率；使用線程上下文管理會話資源，省去了會話對象的定義及對象接口契約設(shè)計(jì)，提高了開發(fā)效率并降低通信雙方的耦合度。事實(shí)上，在其他很多應(yīng)用場合，恰當(dāng)使用運(yùn)行時(shí)上下文可以降低程序耦合度，例如實(shí)現(xiàn)進(jìn)程級的單例、增強(qiáng)的線程局部存儲等。附圖說明圖1是本發(fā)明一實(shí)施方式中一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖2是計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是控制端的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是計(jì)算模塊的功能模塊圖；圖5是上下文類定義的示意圖；圖6是上下文載體的類定義圖；圖7是本發(fā)明一實(shí)施方式中一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法的執(zhí)行流程圖。主要元件符號說明基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100；控制端10；計(jì)算節(jié)點(diǎn)20；主連接發(fā)起模塊21；功能模塊加載模塊22；計(jì)算模塊23；驗(yàn)證模塊11；主連接模塊12；查詢模塊13；判斷模塊14；更新模塊15；會話模塊16；線程創(chuàng)建子模塊231；綁定子模塊232；線程退出子模塊233。具體實(shí)施方式為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。請參閱圖1，是本發(fā)明一實(shí)施方式中一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。該基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100包括控制端10以及與控制端通信連接的至少一個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)20。請一并參閱圖2、圖3，圖2是計(jì)算節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖，圖3是控制端的結(jié)構(gòu)框圖。所述計(jì)算節(jié)點(diǎn)20包括主連接發(fā)起模塊21、功能模塊加載模塊22、計(jì)算模塊23。所述控制端10包括驗(yàn)證模塊11、主連接模塊12、查詢模塊13、判斷模塊14、更新模塊15、會話模塊16。所述主連接發(fā)起模塊21用于向控制端10發(fā)起連接。所述驗(yàn)證模塊11用于對發(fā)起連接的計(jì)算節(jié)點(diǎn)20進(jìn)行身份驗(yàn)證。所述主連接模塊12用于當(dāng)驗(yàn)證模塊11對計(jì)算節(jié)點(diǎn)20身份驗(yàn)證通過后，維持所述連接作為主連接，并創(chuàng)建進(jìn)程上下文，進(jìn)程上下文中包含服務(wù)函數(shù)表，服務(wù)函數(shù)表中注冊有功能模塊對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)。其中，在RFI調(diào)用模型基礎(chǔ)上，本發(fā)明將服務(wù)集合分類整合到不同的功能模塊中，每個(gè)模塊具有版本號、類別信息。在模塊的入口處注冊服務(wù)函數(shù)至服務(wù)函數(shù)表中，服務(wù)函數(shù)表保存了每一個(gè)服務(wù)函數(shù)的ID和對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)，其定義如下：Map<FunctionKey,FunctionAgent>所述服務(wù)函數(shù)表設(shè)置在進(jìn)程上下文中，所以整個(gè)進(jìn)程都可以訪問。所述查詢模塊13用于通過主連接查詢計(jì)算節(jié)點(diǎn)20現(xiàn)有功能模塊的類別和版本號。所述判斷模塊14用于根據(jù)所述類別和版本號判斷計(jì)算節(jié)點(diǎn)20現(xiàn)有功能模塊中是否有未更新的功能模塊，并當(dāng)判定沒有未更新的功能模塊時(shí)，通知計(jì)算節(jié)點(diǎn)20加載功能模塊。所述更新模塊15用于當(dāng)判斷模塊判定有未更新的功能模塊時(shí)，通過主連接對未更新的功能模塊相應(yīng)的服務(wù)函數(shù)進(jìn)行更新，然后通知計(jì)算節(jié)點(diǎn)20加載功能模塊。具體地，新的服務(wù)函數(shù)將替換舊的服務(wù)代理函數(shù)，在以后的會話將自動使用新服務(wù)函數(shù)，不必重新啟動計(jì)算節(jié)點(diǎn)服務(wù)程序。更新服務(wù)過程本身也是一個(gè)會話服務(wù)，為了避免更新服務(wù)與其他會話請求造成訪問沖突，更新服務(wù)過程必須由主連接完成。所述功能模塊加載模塊22用于加載功能模塊。所述會話模塊16用于通過主連接與計(jì)算節(jié)點(diǎn)20進(jìn)行會話連接。所述計(jì)算模塊23用于根據(jù)會話連接的指示進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并將結(jié)果回傳。請參閱圖4，是計(jì)算模塊的功能模塊圖。所述計(jì)算模塊23具體包括線程創(chuàng)建子模塊231、綁定子模塊232、線程退出子模塊233。線程創(chuàng)建子模塊231用于當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)20接收到控制端10發(fā)起的會話服務(wù)后，與控制端建立會話連接，并創(chuàng)建與會話連接惟一對應(yīng)的線程上下文。綁定子模塊232用于當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)20接收到控制端發(fā)送的打開文件指令后，將文件句柄與線程上下文綁定，并返回文件句柄ID至控制端10；線程退出子模塊233用于當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)20偵測到會話結(jié)束條件滿足時(shí)，退出線程并關(guān)閉文件句柄。其中，所述會話結(jié)束的條件包括正常終止、網(wǎng)絡(luò)異常退出、服務(wù)異常退出。自動關(guān)閉句柄可以由上下文對象或析構(gòu)行為實(shí)現(xiàn)，在windows中，句柄屬于內(nèi)核對象，通過統(tǒng)一的API可關(guān)閉不同類型的句柄，因此自動關(guān)閉柄的功能策略在某種程度上簡化了句柄資源的管理。運(yùn)行上下文通過調(diào)用子類的獲取上下文方法，訪問子類上下文對象。無論會話以何種形式終止，文件都會被釋放。下面是打開文件是將文件句柄綁定到線程上下文的偽代碼。其中ThreadRuntimeContext是線程上下文，通過靜態(tài)函數(shù)將文件句柄注冊到上下文載體中，因此文件句柄在線程退出時(shí)會自動釋放。對于其他非句柄資源，也可以通過queue_exit_handler自定義退出操作，類似于異常處理中的final塊。請參閱圖5，是上下文類定義的示意圖。圖中GenericRuntimeContext是運(yùn)行時(shí)上下文的基類，封裝了以下操作：基類通過get_context獲取子類的上下文載體，進(jìn)程上下文子類的上下文載體生存周期是應(yīng)用程序的整個(gè)運(yùn)行期，訪問域是進(jìn)程域；線程上下文子類的上下文載體的生存周期是每個(gè)線程的運(yùn)行期，訪問域是線程域，例如線程上下文設(shè)置的變量不能被其他線程訪問。請參閱圖6，是上下文載體的類定義圖。其中values是set_value和get_value訪問的變量表，handlers是queue_exit_handler操作的函數(shù)對象，handles是上下文析構(gòu)是自動關(guān)閉的句柄，section是限制訪問競爭的信號量。在上下文析構(gòu)時(shí)，變量表中的所有變量會被釋放，對象的析構(gòu)函數(shù)會被調(diào)用；析構(gòu)操作會被依次調(diào)用，句柄會被依次關(guān)閉。對于線程上下文，信號量是空類型，及信號量不存在鎖和解鎖的操作，因?yàn)橥瑐€(gè)線程中不可能出現(xiàn)訪問競爭。運(yùn)行時(shí)對象最關(guān)鍵的部分是上下文載體何時(shí)創(chuàng)建和釋放。在實(shí)現(xiàn)上，進(jìn)程上下文在第一次執(zhí)行上下文操作時(shí)創(chuàng)建上下文載體，線程上下文則在每個(gè)線程第一次執(zhí)行上下文操作時(shí)創(chuàng)建上下文載體，這不影響使用邏輯。進(jìn)程上下文不同于單例，單例一般是運(yùn)行模塊內(nèi)的單例，是語言級的。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程由多個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊會對于同一個(gè)類型具有各自的單例，而在RFI模型中，服務(wù)函數(shù)需要注冊在進(jìn)程域的服務(wù)表中，模塊內(nèi)的單例模型不能滿足要求。在Windows中，不存在語言級的進(jìn)程單例，本文使用文獻(xiàn)“ModernC++DesignGenericProgrammingandDesignPatternsApplied,AndreiAlexandrescu”中的環(huán)境變量和鳳凰模式的單例模型實(shí)現(xiàn)進(jìn)程上下文，通過環(huán)境變量訪問上下文載體單例的地址，第一次訪問時(shí)，由于環(huán)境變量不存在，需要?jiǎng)?chuàng)建單例并注冊單例的地址到環(huán)境變量中。上述基于線程上下文的會話模型，省去了對象接口契約，但要求每個(gè)會話服務(wù)對應(yīng)于計(jì)算節(jié)點(diǎn)的一個(gè)線程，即當(dāng)控制端發(fā)起一個(gè)會話服務(wù)時(shí)，要求計(jì)算節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建一個(gè)新線程和一個(gè)新連接，在該線程和連接中處理會話過程中的所有服務(wù)請求，與此同時(shí)，服務(wù)節(jié)點(diǎn)在該線程中使用的文件或其他資源，將通過服務(wù)函數(shù)綁定到線程上下文中。當(dāng)會話連接以任何形式終止時(shí)，線程將自動退出，而會話過程中，服務(wù)函數(shù)產(chǎn)生的異常使線程退出時(shí)，也同時(shí)終止會話連接，線程和會話連接的生命期是一致的。請參閱圖7，是本發(fā)明一實(shí)施方式中一種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法的執(zhí)行流程圖，該方法運(yùn)行于所述基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)100中，該方法包括如下步驟：步驟S101、計(jì)算節(jié)點(diǎn)向控制端發(fā)起連接；步驟S102、控制端對發(fā)起連接的計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行身份驗(yàn)證后，維持所述連接作為主連接，并創(chuàng)建進(jìn)程上下文，進(jìn)程上下文中包含服務(wù)函數(shù)表，服務(wù)函數(shù)表中注冊有功能模塊對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)；其中，在RFI調(diào)用模型基礎(chǔ)上，本發(fā)明將服務(wù)集合分類整合到不同的功能模塊中，每個(gè)模塊具有版本號、類別信息。在模塊的入口處注冊服務(wù)函數(shù)至服務(wù)函數(shù)表中，服務(wù)函數(shù)表保存了每一個(gè)服務(wù)函數(shù)的ID和對應(yīng)的服務(wù)函數(shù)，其定義如下：Map<FunctionKey,FunctionAgent>所述服務(wù)函數(shù)表設(shè)置在進(jìn)程上下文中，所以整個(gè)進(jìn)程都可以訪問。步驟S103、控制端通過主連接查詢計(jì)算節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有功能模塊的類別和版本號，并根據(jù)所述類別和版本號判斷計(jì)算節(jié)點(diǎn)現(xiàn)有功能模塊中是否有未更新的功能模塊，若是，進(jìn)入步驟S104，若否，進(jìn)入步驟S105；步驟S104、控制端通過主連接對未更新的功能模塊相應(yīng)的服務(wù)函數(shù)進(jìn)行更新，然后進(jìn)入步驟S105；步驟S105、計(jì)算節(jié)點(diǎn)加載功能模塊，然后進(jìn)入步驟S106；具體地，新的服務(wù)函數(shù)將替換舊的服務(wù)代理函數(shù)，在以后的會話將自動使用新服務(wù)函數(shù)，不必重新啟動計(jì)算節(jié)點(diǎn)服務(wù)程序。更新服務(wù)過程本身也是一個(gè)會話服務(wù)，為了避免更新服務(wù)與其他會話請求造成訪問沖突，更新服務(wù)過程必須由主連接完成。步驟S106、控制端通過主連接與計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行會話連接，并通過會話連接指示計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和結(jié)果回傳。其中，所述步驟S106具體包括：步驟S1061、計(jì)算節(jié)點(diǎn)當(dāng)接收到控制端發(fā)起的會話服務(wù)后，與控制端建立會話連接，并創(chuàng)建與會話連接惟一對應(yīng)的線程上下文；步驟S1062、計(jì)算節(jié)點(diǎn)當(dāng)接收到控制端發(fā)送的打開文件指令后，將文件句柄與線程上下文綁定，并返回文件句柄ID至控制端；步驟S1063、當(dāng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)偵測到會話結(jié)束條件滿足時(shí)，退出線程并關(guān)閉文件句柄。所述會話結(jié)束的條件包括正常終止、網(wǎng)絡(luò)異常退出、服務(wù)異常退出。本發(fā)明的種基于運(yùn)行時(shí)上下文的出站式服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)，基于RFI服務(wù)模型，使用進(jìn)程運(yùn)行時(shí)上下文實(shí)現(xiàn)服務(wù)功能模塊的自動更新，使更新過程自動化，并在大部分場合下不需要重啟服務(wù)程序，提高了升級維護(hù)的效率；使用線程上下文管理會話資源，省去了會話對象的定義及對象接口契約設(shè)計(jì)，提高了開發(fā)效率并降低通信雙方的耦合度。事實(shí)上，在其他很多應(yīng)用場合，恰當(dāng)使用運(yùn)行時(shí)上下文可以降低程序耦合度，例如實(shí)現(xiàn)進(jìn)程級的單例、增強(qiáng)的線程局部存儲等。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。