用于分布式系统的同步通信方法及装置 【技术领域】
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种用于分布式系统的同步通信方法及装置。
背景技术
在分布式系统中，为了加强可靠性，多个CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)之间的同步通信，通常采用接收应答的方式，即目标设备接收到源设备发送的消息之后，会返回一个ACK(Acknowledge，确认)消息，告诉源设备自己已经接收到消息，而源设备在接收到ACK消息之前，将定时、重复地发送消息。
相关技术中提供了一种用于分布式系统的同步通信方法，该方法当消息的发送过程或者发送通道出现异常，而导致源设备一直没有接收到目标设备的ACK消息时，源设备将继续以原有同步通道重复发送消息，或者停止发送。
发明人发现相关技术中用于分布式系统的同步通信方法在出现异常情况时同步通信的成功率较低，从而导致容错率和可靠性较低。
【发明内容】
本发明旨在提供一种用于分布式系统的同步通信方法及装置，能够解决相关技术中用于分布式系统的同步通信方法在出现异常情况时同步通信的成功率较低，从而导致容错率和可靠性较低的问题。
在本发明的实施例中，提供了一种用于分布式系统的同步通信方法，包括以下步骤：在源设备与目标设备之间设置多个同步通道；源设备从多个同步通道中选择第一同步通道，使用第一同步通道向目标设备发送待同步消息；检测到第一同步通道出现异常，则源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送待同步消息；目标设备接收待同步消息。
优选地，在上述同步通信方法中，多个同步通道被顺序地记录于计划标签中。
优选地，在上述同步通信方法中，源设备从多个同步通道中选择第一同步通道，使用第一同步通道向目标设备发送待同步消息具体包括：查询计划标签得到第一同步通道；将待同步消息添加到第一同步通道中；源设备向目标设备发送第一同步通道中的待同步消息。
优选地，在上述同步通信方法中，源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送待同步消息具体包括：修改计划标签，标记第一同步通道已使用过；查询计划标签中未使用过的同步通道得到第二同步通道；将待同步消息添加到第二同步通道中；源设备向目标设备发送第二同步通道中的待同步消息。
优选地，上述同步通信方法还包括：检测到第二同步通道出现异常，则修改计划标签，标记第二同步通道已使用过；查询计划标签中未使用过的同步通道得到第三同步通道；将待同步消息添加到第三同步通道中；源设备向目标设备发送第三同步通道中的待同步消息；目标设备接收待同步消息。
优选地，在上述同步通信方法中，检测到第一同步通道出现异常具体包括：检测到源设备未接收到来自目标设备的确认消息；检测到源设备已达到当前同步通道的结束条件；检测到已使用过的同步通道数小于多个同步通道的总数。
优选地，上述同步通信方法还包括：检测到源设备未接收到来自目标设备的确认消息；检测到源设备已达到当前同步通道的结束条件；检测到已使用的同步通道数等于多个同步通道的总数；上报同步错误信息。
优选地，上述同步通信方法还包括：检测到源设备未接收到来自目标设备的确认消息；检测到源设备未达到当前同步通道的结束条件；重新检测第一同步通道是否出现异常。
优选地，在上述同步通信方法中，多个同步通道采用多种不同的通信方式。
另一方面，在本发明的实施例中，还提供了一种用于分布式系统的同步通信装置，包括：设置模块，用于在源设备与目标设备之间设置多个同步通道；发送模块，用于源设备从多个同步通道中选择第一同步通道，使用第一同步通道向目标设备发送待同步消息；切换模块，用于检测到第一同步通道出现异常时，源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送待同步消息；接收模块，用于目标设备接收待同步消息。
优选地，在上述同步通信装置中，多个同步通道被顺序地记录于计划标签中。
优选地，在上述同步通信装置中，多个同步通道采用多种不同的通信方式。
上述实施例在源设备与目标设备之间建立了多个同步通道，源设备从中选择一个同步通道用于向目标设备发送待同步消息，若检测到当前使用的第一同步通道出现异常，则切换到另一个同步通道以尝试重新发送待同步消息，从而提高了同步通信的容错率和可靠性，解决了相关技术中用于分布式系统的同步通信方法在出现异常情况时同步通信的成功率较低，从而导致容错率和可靠性较低的问题。
【附图说明】
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明第一实施例的同步通信方法的流程图；
图2示出了根据本发明第二实施例的同步通道的示意图；
图3示出了根据本发明第三实施例的同步通信方法的流程图；
图4示出了根据本发明第四实施例的同步通道的示意图；
图5示出了根据本发明第五实施例的同步通信装置的结构图。
【具体实施方式】
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图1示出了根据本发明第一实施例的同步通信方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S101，在源设备与目标设备之间设置多个同步通道；
步骤S102，源设备从多个同步通道中选择第一一个同步通道，使用第一作为当前同步通道向目标设备发送待同步消息Msg(Message)；
步骤S103，检测到第一同步通道出现异常，则源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送待同步消息；
步骤S104，目标设备接收待同步消息。
本实施例首先在源设备与目标设备之间建立多个同步通道，然后源设备从中选择第一同步通道用于向目标设备发送Msg，若检测到当前使用的第一同步通道出现异常，则切换到另一个同步通道以尝试重新发送待同步消息，从而提高了同步通信的容错率和可靠性，解决了相关技术中用于分布式系统的同步通信方法在出现异常情况时同步通信地成功率较低，从而导致容错率和可靠性较低的问题。
图2示出了根据本发明第二实施例的同步通道的示意图，其中源设备为CPU1，目标设备为CPU2，CPU1与CPU2之间共有N个同步通道。
优选地，在上述同步通信方法中，多个同步通道被顺序地记录于Sch(Schedule，安排、计划)标签中。
本实施例中采用Sch标签来顺序地记录多个同步通道的相关信息，其中位于Sch标签最前端的同步通道为当前使用的同步通道，当需要对当前使用的同步通道进行修改时，删除Sch标签的第一条记录，则当前使用的同步通道即被切换为修改前的Sch标签的第二条记录对应的同步通道。这样做，实现了当前同步通信出现故障时，对其他同步通道的自动选择。在源设备与目标设备之间进行Msg与ACK消息交互时均携带有Sch标签，使得源设备与目标设备在进行消息交互时，均可得知当前同步通道与备选同步通道的信息。此外，Msg与ACK消息中还包括消息标识符ID(Idntification)，根据消息ID，可将已同步通信成功的Msg或多次尝试均告失败的Msg从当前同步通道中删除。
优选地，在上述同步通信方法中，步骤S102具体包括：查询Sch标签得到第一同步通道；将Msg添加到第一同步通道中；源设备向目标设备发送第一同步通道中的Msg。
本实施例中当源设备需要向目标设备发送Msg时，首先对Sch标签进行查询得到第一同步通道，第一同步通道比如是Sch标签中第一条记录对应的同步通道，并将Msg添加到第一同步通道中，源设备向目标设备发送第一同步通道中的Msg。这样做，实现了对同步通道的自动选择。
优选地，在上述同步通信方法中，源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送Msg具体包括：修改Sch标签，标记第一同步通道已使用过；查询Sch标签中未使用过的同步通道得到第二同步通道；将Msg添加到第二同步通道中；源设备向目标设备发送第二同步通道中的Msg。
本实施例为第二同步通道发生异常的情况，首先修改Sch标签，标记第一同步通道已使用过，例如删除对应的第一同步通道的位于第一条的记录，则原本第二条记录对应的第二同步通道被用来重新尝试同步通信，将Msg添加到第二同步通道中，源设备向目标设备发送第二同步通道中的Msg。这样做，使得源设备在发送Msg时，利用的同步通道信息均来自于Sch标签，而此时的Sch标签已经根据之前的同步通道使用情况作出适应性修改，故提高了使用当前选择的同步通道进行同步通信的成功率。
优选地，上述同步通信方法还包括：检测到第二同步通道出现异常，则修改Sch标签，标记第二同步通道已使用过；查询Sch标签中未使用过的同步通道得到第三同步通道；将Msg添加到第三同步通道中；源设备向目标设备发送第三同步通道中的Msg；目标设备接收Msg。
本实施例为第二同步通道发生异常的情况，首先修改Sch标签，标记第二同步通道已使用过，例如删除对应的第二同步通道的位于第一条的记录，则原本第二条记录对应的第三同步通道被用来重新尝试同步通信，将Msg添加到第三同步通道中，源设备向目标设备发送第三同步通道中的Msg。这样做，使得源设备在发送Msg时，利用的同步通道信息均来自于Sch标签，而此时的Sch标签已经根据之前的同步通道使用情况作出适应性修改，故提高了使用当前选择的同步通道进行同步通信的成功率。
优选地，在上述同步通信方法中，检测到第一同步通道出现异常具体包括：检测到源设备未接收到来自目标设备的ACK消息；检测到源设备已达到当前同步通道的结束条件；检测到已使用过的同步通道数M小于多个同步通道的总数N。
本实施例对当前同步通道是否出现异常的检测分为3个子步骤：检测源设备是否接收到来自目标设备的ACK消息、检测源设备是否达到当前同步通道的结束条件(比如源设备的同步次数大于同步次数阈值，或者源设备的等待时间大于等待时间阈值)、检测M与N的大小关系，并认为当源设备未接收到来自目标设备的ACK消息，且源设备未达到当前同步通道的结束条件，且M＜N时，为第一同步通道出现异常的情况。这样做，使得同步通道的切换条件更加合理，当同步次数较小或等待时间较短时，认为当前同步通道仍可用于同步通信，故不进行切换，提高了对同步通道的利用率，避免了因为偶然出现的异常而频繁地切换同步通道。
优选地，上述同步通信方法还包括：检测到源设备未接收到来自目标设备的ACK消息；检测到源设备已达到当前同步通道的结束条件；检测到M＝N；上报同步错误信息。
本实施例中的源设备未接收到ACK消息，且已达到当前同步通道的结束条件，则认为当前同步通道已失效，再判断得到M＝N，故可推知多个同步通道已经被全部使用过，则所有备选的同步通道均告失败，此时，上报同步错误信息，并将Msg从当前同步通道中删除以结束同步通信。这样做，当出现所有同步通道尝试同步通信均失败时，使得用户可获知这一同步错误信息，有利于用户采用其他处理方法及时解决这一错误问题，从而实现了对同步通信的可控跟踪，同时使得不再进行同步通信的情况下，将同步通道释放出来，提高了通信资源的利用率。
优选地，上述同步通信方法还包括：检测到源设备未接收到来自目标设备的确认消息；检测到源设备未达到当前同步通道的结束条件；重新检测第一同步通道是否出现异常。
本实施例中的源设备未接收到ACK消息，且未达到当前同步通道的结束条件，则认为当前同步通道仍有效，只是在检测时刻尚未接收到ACK消息，此时重新返回检测当前同步通道是否出现异常，即不进行同步通道的切换，而是仍利用当前同步通道进行同步通信。这样做，使得在当前同步通道仍可使用的情况下，无需盲目切换，而是重新返回进行检测，降低了检测的错误率，充分利用了现有的同步通道，提高了同步通信的效率。
综上所述，存在以下几种情况：
若源设备接收到ACK消息，则表示选择当前同步通道完成的本次同步通信成功，故将Msg从当前同步通道中删除以结束同步通信；
若源设备未接收到ACK消息，则表示本次同步通信尚未成功，此时需继续判断源设备是否达到当前同步通道的结束条件：
若未达到结束条件，则认为当前同步通道仍有可能成功完成同步通信，故重新检测当前同步通道是否出现异常，即返回检测源设备是否受到ACK消息；
若已达到结束条件，则认为当前同步通道已不适合继续用于同步通信，此时继续判断M与N的大小关系：
若M＝N，则表示所有备选的同步通道均已被使用过，且均告失败，此时上报同步错误信息，并从当前同步通道中删除Msg以结束同步通信；
若M＜N，则表示尚有未被使用过的同步通道可供选择，则从(N-M)个未使用的同步通道中选择一个同步通道作为下一个同步通道，源设备与目标设备再利用下一个同步通道进行同步通信。
优选地，在上述同步通信方法中，多个同步通道采用多种不同的通信方式。
本实施例中的多个同步通道采用不同的通信方式，通信方式例如有以太网方式、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外围接口)总线方式、HDLC(High Level Data Link Control，高级数据链路控制)总线方式等，因为当前同步通道失效的原因可能是因为物理同步通道的故障，也可能是当前采用的通信方式不适用，本实施例支持通过切换同步通道来切换通信方式，从而提高了同步通信方法的灵活性和可靠性。
图3示出了根据本发明第三实施例的同步通信方法的流程图，该方法包括以下步骤：
步骤S301，将需要进行同步的消息Msg打上Sch标签，Sch标签上顺序记录了多个同步通道的信息；
步骤S302，将Msg放到Sch标签上的第一个同步通道进行同步处理，Msg中，除了消息本体和消息ID之外，还包含了Sch标签，由于CPU2接收到CPU1的消息后，会向CPU1反馈ACK消息，其中包含了CPU2接收到的消息Msg中的消息ID和Sch标签；
步骤S303，检测CPU1是否接收到ACK信息，如果收到，转到步骤S309；
步骤S304，判断CPU1是否达到当前同步通道的结束条件，若未达到，转到步骤S303；
步骤S305，删除Sch标签中对应于当前同步通道的记录，同时，从当前同步通道中删除消息Msg；
步骤S306，判断Sch标签中是否还有下一个同步通道，若没有，转到步骤S308；
步骤S307，CPU1根据Sch标签找到下一个同步通道，并利用该下一个同步通道重新向CPU2发送消息Msg，转到步骤S303；
步骤S308，此时Sch标签中已经找不到下一个同步通道，则上报同步错误信息；
步骤S309，此时CPU1已接收到ACK消息，则根据ACK消息中包含的消息ID和Sch标签，到相应的同步通道中找到Msg消息，并将其从同步通道中删除，至此结束本条消息的同步处理过程。
图4示出了根据本发明第四实施例的同步通道的示意图，其中源设备为CPU_A，目标设备为CPU_B，CPU_A与CPU_B之间共有3个同步通道：
1、周期性定时同步通道ch_x，通过以太网方式同步，对单个消息体最大同步次数为20；
2、周期性定时同步通道ch_y，通过SPI总线进行同步，对单个消息体最大同步次数为20；
3、周期性定时同步通道ch_z，通过HDLC总线进行同步，对单个消息体最大同步次数为20。
将消息Msg从CPU_A同步到CPU_B的过程如下：
步骤1，给消息Msg打上Sch标签，标签中依次记录了通道ch_x、通道ch_y、通道ch_z的信息，消息Msg包含消息本体和消息ID；
步骤2，从ch_x同步通道开始处理消息Msg，即通过以太网方式发送消息Msg，当CPU_B收到Msg消息的时候，返回ACK消息：
若已经周期性发送消息Msg 20次后，仍收不到ACK消息，则删除Sch中ch_x标签信息，同时在ch_x同步通道中删除消息体Msg，然后通过ch_y同步通道继续处理消息体，即通过SPI总线发送；
若已经周期性发送同步消息体20次后，仍收不到ACK消息，则删除Sch中ch_y标签信息，同时在ch_y同步通道中删除消息体Msg，然后通过ch_z同步通道继续处理消息体，即通过HDLC总线发送；
若CPU_A在ch_z同步通道也达到同步结束条件，仍然没有收到ACK消息时，则上报同步错误信息，并删除ch_z中的Msg消息体，本消息的同步到此终止；
若CPU_A收到了ACK消息，则根据ACK中的Sch和消息ID，到当前通道中删除Msg消息体，本消息的同步到此终止。
图5示出了根据本发明第五实施例的同步通信装置的结构图，该装置包括：
设置模块10，用于在源设备与目标设备之间设置多个同步通道；
发送模块20，用于从多个同步通道中选择第一同步通道，使用第一同步通道向目标设备发送待同步消息Msg；
切换模块30，用于检测到第一同步通道出现异常时，源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送Msg；
接收模块40，用于目标设备接收Msg。
本实施例首先采用设置模块10在源设备与目标设备之间设置多个同步通道，接下来采用发送模块20从多个同步通道中选择第一同步通道，使用第一同步通道向目标设备发送Msg，然后采用切换模块30当检测到第一同步通道出现异常时，源设备从未使用过的同步通道中选择第二同步通道，使用第二同步通道向目标设备发送Msg，最后采用接收模块40用于目标设备接收Msg。本实施例在当前使用的第一同步通道出现异常时，则切换到另一个同步通道以尝试重新发送Msg，从而提高了同步通信的容错率和可靠性，解决了相关技术中用于分布式系统的同步通信方法在出现异常情况时同步通信的成功率较低，从而导致容错率和可靠性较低的问题。
优选地，在上述同步通信装置中，多个同步通道被顺序地记录于Sch标签中。
本实施例中采用Sch标签来顺序地记录多个同步通道的相关信息，其中位于Sch标签最前端的同步通道为当前使用的同步通道，当需要对当前使用的同步通道进行修改时，删除Sch标签的第一条记录，则当前使用的同步通道即被切换为修改前的Sch标签的第二条记录对应的同步通道。这样做，实现了当同步通信出现故障时，对其他通信方式的自动选择。在源设备与目标设备之间进行Msg与ACK消息交互时均携带有Sch标签，使得源设备与目标设备在进行消息交互时，均可得知当前同步通道与备选同步通道的信息。此外，Msg与ACK消息中还包括消息标识符ID，根据消息ID，可将已同步通信成功的Msg或多次尝试均告失败的Msg从当前同步通道中删除。
优选地，在上述同步通信方法中，多个同步通道采用多种不同的通信方式。
本实施例中的多个同步通道采用不同的通信方式，通信方式例如有以太网方式、SPI总线方式、HDLC总线方式等，因为当前同步通道失效的原因可能是因为物理同步通道的故障，也可能是当前采用的通信方式不适用，本实施例支持通过切换同步通道来切换通信方式，从而提高了同步通信方法的灵活性和可靠性。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例提高了同步通信的容错率和可靠性。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。