DCR命令传输框架设计

本文介绍了基于虚幻引擎开发数字孪生城市平台时遇到的开发效率和稳定性挑战,提出了一种命令传输框架的设计思路。该框架采用注册制,避免了底层对象修改带来的维护难题,自动解析Json和字符命令,减少了映射工作量,并定义了标准接口以确保规范性。框架由命令消息接口、CommandPump和命令处理代理等组件构成,实现了命令的高效管理和传输。

一、问题提出

     基于虚幻引擎开发数字孪生城市平台,需要定制开发开放的、持续进化的二次开发接口,我们可能面临的开发效率、系统稳定性的挑战需要我们认真考虑以下几个方面的问题:

        1、如何避免底层对象、函数修改后开发人员花大量时间维护、反复修改接口映射逻辑

        对于接口映射,最简单的逻辑就是通过具有“掌控一切”的“上帝之手”来控制所有的调用过程,这种实现的逻辑对于小型系统来说还是可以接受的,但对于相对较大的系统其灾难性是显而易见的。可以设想如果系统有成百上千个接口,映射到底层数百个对象,对这些映射进行维护无疑需要维护者具有“美女绣花”般的精细和耐心,而且一旦底层架构进行调整,整个逻辑几乎需要推倒重来,这显然不是一个良好的产品所应该采用的架构。

        2、如何让外部接口相对高效率地映射到底层,尽可能降低开发人员处理工作量和出错概率

        外部接口到底层的映射本质上是体力活,没有太高的技术含量,但是一不小心就容易出错,需要头脑十分清醒和细心,应尽可能简化映射规则和操作流程,降低开发人员维护映射的负担。同时,如果函数调用设计结构体、数组类型的参数的传递处理起来是比较费力并容易出错的,需要对这类结构进行自动化处理。

        3、如何确保数据接口、传输流程的规范,避免开发过程随意性造成传输调用逻辑的混乱

       由于接口映射技术性不是很强,开发人员在开发过程中往往容易产生一定的随意性,有时候为了减少开发时间往往会下意识走捷径,不考虑传输数据的完整性和多元化的应用场景,这很可能会造成系统在一些场景下可用,切换应用场景后就会出问题。作为平台化产品,为了降低此类风险,需要建立规则以及确保规则得以严格执行的机制。

二、核心思路

      针对以上三点主要的问题,我们考虑设计一套具有一定通用性、能够适应绝大多数接口调用场景的的命令传输框架,其核心思想如下:

       1、摒弃“上帝之手”主控模式,采用注册制,由有能力处理相关命令对象注册,当对象不在具备相关能力时,只要简单地取消注册即可,不需要对映射逻辑进行任何修改。进一步,如果在不同的接口调用场景下,同一个命令需要采用不同对象调用,只要对象根据环境上下文决定是否注册或注销即可。

        2、在框架内实现对Json命令、字符命令的自动解析,支持数组、结构体等复杂接口,开发人员不必在映射接口考虑如何解析相关的命令和消息,极大降低接口映射维护工作量,避免由于工作疲劳造成的失误推升产品研发成本。

       3、定义命令、消息传输的标准接口,在流程中对接口规范性进行验证,避免开发随意性。

三、框架设计

        框架主要由命令消息接口、命令处理泵(CommandPump)、命令处理任务队列(CommandProcessTask)、命令处理代理(CommandProcessorProxy)构成。

3.1 消息接口

        消息接口包括ICommandExcutor、IMessageReceiver和ICommandCaller;ICommandExcutor定义了命令执行者必须实现的接口,主要接口方法包括GetSupportCmdTypes、RegisterExecutor、UnRegisterExecutor、Excute,用于注册执行者所能够执行的命令,以及用于CommandPunp调用的命令执行接口。

        ICommandCaller为命令执行回调接口,用于传送命名执行结果返回值;

        IMessageReceiver为消息接收接口,用于接收各类事件,包括场景变化、数据处理、数据加载启动、过程和结果消息的传输。

3.2 CommandPump

        命令传输泵CommandPump是命令传输的核心类,用于管理所有命令执行者和消息接收者,根据命令代码快速找到执行者并执行相关命令。

TArray<ICommandExcutor *> FindExecutors;
CommandExecutors.MultiFind(Cmd->CommandType,FindExecutors);

for (ICommandExcutor* Executor : FindExecutors)
{
	FDCRCommandMessage* CmdMsg=Executor->Excute(Cmd);
}

3.2 命令处理代理

        命令处理代理是底层实现和上层接口之间的交付代理,实现将上层命令进行解析并按底层接口规范发给CommanPump,同时将CommandPunp接收底层的消息转发给代理,代理再解析成上层接口能够解析的格式发送给上层应用。

四、 主要流程

4.1 注册、注销流程

4.2 命令执行流程

4.3 命令代理处理流程

五、 难点技术解决

51 可复用的命令、消息快速注册、注销机制

5.2 复杂多层结构命名、消息的全通用解析

5.3 命令消息的同步调用和异步调用支持

未完待续......

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