数据交换的设计模式

Design pattern for data exchange

本文关键字：设计模式 交换 数据      更新时间：2023-10-16

我有一组虚拟设备(D(。设备可以交叉连接(假设是物理连接(：

D1 -- D2

D2 -- D3

每个链接可能具有不同的延迟。

每个设备都包含一组可以生成一些数据的虚拟子设备。可以将子设备组织为逻辑连接。子设备将传输真实的字节数据。

我用C++，Qt。我尝试使用信号槽机制QSignalMapper，但我没有找到好的解决方案。

请帮助我建立清晰的抽象。我可以使用任何设计模式吗？

您应该定义一个模拟类之间物理链接的Link类。最有趣的问题是，如何使用信号和插槽连接设备并模拟延迟？

我的建议是：实现一个send(QByteArray data)槽，将数据排队到内部队列(模拟线路(，并将超时设置为具有可选抖动的给定默认延迟。然后，超时会触发一个信号，其中包含从队列中弹出的数据。

如果要模拟设备之间的路由器，则应考虑到队列中的数据越多，延迟就越大，因为需要重新传输。为了大致模拟这一点，您可以根据当前队列长度设置超时值。

以此为起点：

class Link : public QObject
{
    Q_OBJECT
public:
    Link(Device *from, Device *to) :
        QObject(to), m_from(from), m_to(to)
    {
        //make my life dependant on both "from" and "to" objects
        connect(from, SIGNAL(destroyed()), SLOT(deleteLater()));
        //connect to the signals and slots of the devices
        connect(from, SIGNAL(send(QByteArray,Device*)),
                this, SLOT(  send(QByteArray,Device*)));
        connect(this, SIGNAL(receive(QByteArray,Device*,int)),
                to,   SLOT(  receive(QByteArray,Device*,int)));
    }
public slots:
    void send(QByteArray data, Device *receiver) {
        Message msg(data, 0, qobject_cast<Device*>(sender()), receiver);
        send(msg);
    }
    void send(Message msg) {
        msg.hops++; // here we increase the hops counter
        m_queue.enqueue(msg);
        QTimer::signalShot(m_delay, this, SLOT(timeout()));
    }
signals:
    void receive(QByteArray data, Device *sender, int hops);
    void forward(Message);
private slots:
    void timeout() {
        receive(m_queue.dequeue());
    }
    void receive(Message msg) {
        if(msg.receiver == m_to)
            // msg reached destination!
            emit receive(msg.data, msg.sender, msg.hops);
        else
            // forward to next link
            emit forward(msg);
    }
private:
    static const int m_delay = 100; // delay set to 100 ms
    QQueue<Message> m_queue;
    Device *m_from, *m_to;
};

Message类型定义如下：

struct Message {
    QByteArray data;
    int hops;
    Device *sender;
    Device *receiver;
    Message(data, hops, sender) : data(data), hops(hops),
                                  sender(sender), receiver(receiver) {}
};

然后只需创建这样的设备和链接：

// Create devices:
Device *d1 = new Device(this);
Device *d2 = new Device(this);
// Create link:
Link *d1d2 = new Link(d1, d2);

或带有转发规则的链接：

// Create devices:
Device *d1 = new Device(this);
Device *d2 = new Device(this);
Device *d3 = new Device(this);
// Create links:
Link *l1 = new Link(d1, d2);
Link *l2 = new Link(d2, d3);
// Create forwarding rule:
connect(l1, SIGNAL(forward(Message)), l2, SLOT(send(Message)));

然后，d1发送的每个数据(当它发出信号send(QByteArray)时(将以100毫秒的延迟传输到d2的时隙receive(QByteArray)。如果数据不是针对 d2 的，则forward(Message)发出信号，该信号必须由另一个链路捕获(请参阅转发规则(。然后，它被视为新的传入消息并传递到 d3。

请注意，真正的网络不是这样运作的。您需要实施路由策略来完全模拟此类设置;这是相当困难的。

另请注意，我没有测试此代码。 ;)

此方法不会模拟将数据拆分为小段(每个段 1.5 KB(。要模拟真实的以太网设置，您还需要这样做。如果需要，请在评论中询问，我可能会延长课程。

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