一种基于信号的数据流触发方法、系统、设备及介质与流程

1.本发明涉及通信系统数据传输技术领域，具体而言，涉及一种基于信号的数据流触发方法、系统、设备及介质。


背景技术：

2.集群技术是一种较新的技术，其可以在方便维护、不增加网络复杂度的前提下，用更加廉价的手段来满足业务高速增长、网络性能及容量提升、网络建设成本和维护成本降低等需求，存在着广阔的发展空间。
3.当前的集群设备的互联是单一性质的互联，随着集群设备的增加、数据流设备的特有特征也随之增加。而目前，单一性质的数据互联不能满足大规模数据流设备的传输特征，由此需要一种基于信号的数据流触发方法、系统、设备及介质。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于信号的数据流触发方法，其能够基于信号量能够与消息相互结合，且数据结合信号量，能够完成事件类型的数据流驱动。
5.本发明的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种基于信号的数据流触发方法，其包括预设信号量命令内容；宏指令执行器的数据传输通道中自带的信号量，利用过零触发的方式，触发任务信号量对应的动作；所述任务信号量对单个或者多个计算任务，进行数据同步和数据计算同步；所述任务信号量触发宏指令执行器中的等待指令，等待触发命令到达，继续执行后续步骤；所述任务信号量过零触发宏指令执行器的对应操作，或触发任务管理器的对应操作；预设信号量模型，多个所述执行器之间数据传输的任务信号量，基于所述信号量模型进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，所述时间戳将所述数据流与一个特定的时间点进行关联；当所述数据流以信号量和时间流的方式处理流数据时，携带时间戳的数据流评估执行器的执行时间。
7.在本发明的一些实施例中，进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，所述时间戳将所述数据流与一个特定的时间点进行关联的步骤包括：注册信号量；初始化信号量；注册和初始化完成后，当单次数据流传输时，其携带的信号量动作将按照预设条件对信号量进行递增操作或者递减操作；信号量计数器将按照预设操作流程进行计数；当信号量为零，或者有操作主机配置强制过零标志，则触发过来动作，并结合时间戳记录触发时间；执行器等待命令接收触发动作，则启动下一步动作的执行。
8.在本发明的一些实施例中，对信号量进行递增操作的步骤包括：当任一所述执行器申请一个可用资源，所述信号量执行减一操作；当任一所述执行器释放一个可用资源，所述信号量执行加一操作；当可用资源为零，所述执行器尝试申请资源，若发生阻塞，则等待直到有其他执行体释放资源。
9.在本发明的一些实施例中，对信号量进行递减操作的步骤包括：将所述数据流进
行多次切片传输，任一切片传输时，所述信号量进行减一操作，并获取对应时间戳记录该时间，直至信号量至为零，而后触发过零操作，进入下一步操作。
10.在本发明的一些实施例中，所述信号量模型还包括用于保持预设参数的等待任务单元。
11.在本发明的一些实施例中，所述数据流中的数据帧包括帧头字段、数据字段、信号量指示字段、时间戳和帧尾字段。
12.在本发明的一些实施例中，所述信号量的命令内容包括信号量注册、信号量注销、信号量计算以及信号量过零触发。
13.第二方面，本技术实施例提供一种基于信号的数据流触发系统，其包括预设模块，用于预设信号量命令内容；初始模块，用于宏指令执行器的数据传输通道中自带的信号量，利用过零触发的方式，触发任务信号量对应的动作；同步模块，用于所述任务信号量对单个或者多个计算任务，进行数据同步和数据计算同步；等待模块，用于所述任务信号量触发宏指令执行器中的等待指令，等待触发命令到达，继续执行后续步骤；触发模块，用于所述任务信号量过零触发宏指令执行器的对应操作，或触发任务管理器的对应操作；信号量处理模块，用于预设信号量模型，多个所述执行器之间数据传输的任务信号量，基于所述信号量模型进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，所述时间戳将所述数据流与一个特定的时间点进行关联；评估执行时间模块，用于当所述数据流以信号量和时间流的方式处理流数据时，携带时间戳的数据流评估执行器的执行时间。
14.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括至少一个处理器、至少一个存储器和数据总线；其中：所述处理器与所述存储器通过所述数据总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令以执行一种基于信号的数据流触发方法。
15.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现一种基于信号的数据流触发方法。
16.相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
17.利用信号量的过零触发，触发任务信号量对应的动作。而后利用预设信号量模型，进行信号量和时间流的特征转换，并根据这种基于信号量和时间流的方式处理流数据，达到多个执行器之间数据传输，由此基于信号量能够与消息相互结合，且数据结合信号量，能够完成事件类型的数据流驱动。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本发明中一种基于信号的数据流触发方法的流程图；
20.图2为本发明中信号量模型的结构示意图；
21.图3为本发明中信号量和时间流特征转换的流程图；
22.图4为本发明中数据的结构示意图；
23.图5为本发明中计算节点之间数据传输的结构示意图；
24.图6为本发明中一种基于信号的数据流触发系统的结构示意图；
25.图7为本发明中一种电子设备的结构示意图。
26.图标：1、预设模块；2、初始模块；3、同步模块；4、等待模块；5、触发模块；6、信号量处理模块；7、评估执行时间模块；8、处理器；9、存储器；10、数据总线。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
31.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的各个实施例及实施例中的各个特征可以相互组合。
32.实施例1
33.请参阅图1-5，为本技术实施例提供的一种基于信号的数据流触发方法，针对单一性质的数据互联不能满足大规模数据流设备的传输特征问题，本设计首先利用信号量的过零触发，触发任务信号量对应的动作。而后利用预设信号量模型，进行信号量和时间流的特征转换，并根据这种基于信号量和时间流的方式处理流数据，达到多个执行器之间数据传输，由此基于信号量能够与消息相互结合，且数据结合信号量，能够完成事件类型的数据流驱动。具体原理如图5所示，为多个计算节点之间通过信号量进行传输的示意图。其中计算节点包括存储整型、数据流计算单元两个部分，其实际上是一个抽象的概念，因为所有的设备均可以抽象地看成存储和计算，其中单元和单元之间则是使用数据流-信号量-时间戳的机制运行。
34.s1：预设信号量命令内容；包括信号量注册注销信号量计算以及信号量过零触发等。
35.s2：宏指令执行器的数据传输通道中自带的信号量，利用过零触发的方式，触发任务信号量对应的动作；
36.例如端口信号量的动作，其可以触发宏指令中wait命令的继续执行，即等待接收
到触发命令后，执行下一步骤。
37.s3：任务信号量对单个或者多个计算任务，进行数据同步和数据计算同步；
38.首先需要说明的是，信号量时用来解决并发中的互斥和同步问题的一种单元，而大规模数据流设备在相互传输的过程中，利用任务信号量进行数据同步和数据计算同步，从而使得单个或者多个计算任务能够加快任务处理进度。
39.s4：任务信号量触发宏指令执行器中的等待指令，等待触发命令到达，继续执行后续步骤；
40.s5：任务信号量过零触发宏指令执行器的对应操作，或触发任务管理器的对应操作；
41.s6：预设信号量模型，多个执行器之间数据传输的任务信号量，基于信号量模型进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，时间戳将数据流与一个特定的时间点进行关联；
42.对于信号量模型的具体结构如图2所示，而对于信号量、时间流和时间戳处理数据的原理如下：每一个宏指令执行器(以下简写成执行器)，均有自己的信号量，其产生的数据流，包括数据、任务信号量和时间戳，器核心是一种数据流控制的机制，而非程序控制；即数据流-信号量-时间戳机制，能够实现一种数据流式系统，该数据流系统具有长时间的高计算强度，简单的控制模式和依赖关系，通过数据流控制完成一系列的执行操作。
43.s7：当数据流以信号量和时间流的方式处理流数据时，携带时间戳的数据流评估执行器的执行时间。
44.请参阅图3，在本发明的一些实施例中，进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，时间戳将数据流与一个特定的时间点进行关联的步骤包括：
45.s61：注册信号量；例如完成信号量的激活或执行体的操作等等。
46.s62：初始化信号量；例如完成信号量的执行目标、初始值设置、过零触发动作等；
47.s63：注册和初始化完成后，当单次数据流传输时，其携带的信号量动作将按照预设条件对信号量进行递增操作或者递减操作；
48.其中递增操作或者递减操作，便是解决并发中的互斥和同步问题的具体实施方式，如下：
49.当任一执行器申请一个可用资源，信号量执行减一操作；
50.当任一执行器释放一个可用资源，信号量执行加一操作；
51.当可用资源为零，执行器尝试申请资源，若发生阻塞，则等待直到有其他执行体释放资源。
52.其可以理解为当申请资源的时候，资源数值减一，资源数如果在减一之后小于或等于零，其中等于零该进程就会加入到等待队列；
53.小于零则表示这个资源已经其他进程占有完了，由此新进程要申请这个资源时资源数再减一必然小于零，那么这个进程就表示发生阻塞，等待直到有其他执行体释放资源。
54.s64：信号量计数器将按照预设操作流程进行计数；
55.s65：当信号量为零，或者有操作主机配置强制过零标志，则触发过来动作，并结合时间戳记录触发时间；
56.信号量为零时，表明资源完全占用，由此需要利用操作主机进行记录触发时间，从
而可以为等待或发生阻塞的进程计算需要的时间或进行其他分配操作。
57.s66：执行器等待命令接收触发动作，则启动下一步动作的执行。
58.在本发明的一些实施例中，对信号量进行递减操作的步骤包括：将数据流进行多次切片传输，任一切片传输时，信号量进行减一操作，并获取对应时间戳记录该时间，直至信号量至为零，而后触发过零操作，进入下一步操作。
59.请参阅图2，在本发明的一些实施例中，信号量模型还包括用于保持预设参数的等待任务单元。等待任务单元的设置旨在为后续任务排队提供缓存。
60.请参阅图4，在本发明的一些实施例中，数据流中的数据帧包括帧头字段、数据字段、信号量指示字段、时间戳和帧尾字段。
61.其中帧头字段是该数据帧起始标志；帧尾是该数据帧的结束标志；信号量指示字段，表示与信号量相关的一系列操作，包括初始化设置、执行操作等；
62.在本发明的一些实施例中，信号量的命令内容包括信号量注册、信号量注销、信号量计算以及信号量过零触发。
63.实施例2
64.请参阅图6，为本发明提供的，一种基于信号的数据流触发系统，包括预设模块1，用于预设信号量命令内容；初始模块2，用于宏指令执行器的数据传输通道中自带的信号量，利用过零触发的方式，触发任务信号量对应的动作；同步模块3，用于任务信号量对单个或者多个计算任务，进行数据同步和数据计算同步；等待模块4，用于任务信号量触发宏指令执行器中的等待指令，等待触发命令到达，继续执行后续步骤；触发模块5，用于任务信号量过零触发宏指令执行器的对应操作，或触发任务管理器的对应操作；信号量处理模块6，用于预设信号量模型，多个执行器之间数据传输的任务信号量，基于信号量模型进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，时间戳将数据流与一个特定的时间点进行关联；评估执行时间模块7，用于当数据流以信号量和时间流的方式处理流数据时，携带时间戳的数据流评估执行器的执行时间。
65.实施例3
66.请参阅图7，为本发明提供的一种电子设备，包括至少一个处理器8、至少一个存储器9和数据总线10；其中：处理器8与存储器9通过数据总线10完成相互间的通信；存储器9存储有可被处理器8执行的程序指令，处理器8调用程序指令以执行一种基于信号的数据流触发方法。例如实现：
67.预设信号量命令内容；宏指令执行器的数据传输通道中自带的信号量，利用过零触发的方式，触发任务信号量对应的动作；任务信号量对单个或者多个计算任务，进行数据同步和数据计算同步；任务信号量触发宏指令执行器中的等待指令，等待触发命令到达，继续执行后续步骤；任务信号量过零触发宏指令执行器的对应操作，或触发任务管理器的对应操作；预设信号量模型，多个执行器之间数据传输的任务信号量，基于信号量模型进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，时间戳将数据流与一个特定的时间点进行关联；当数据流以信号量和时间流的方式处理流数据时，携带时间戳的数据流评估执行器的执行时间。
68.实施例4
69.本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被
处理器8执行时实现一种基于信号的数据流触发方法。例如实现：
70.预设信号量命令内容；宏指令执行器的数据传输通道中自带的信号量，利用过零触发的方式，触发任务信号量对应的动作；任务信号量对单个或者多个计算任务，进行数据同步和数据计算同步；任务信号量触发宏指令执行器中的等待指令，等待触发命令到达，继续执行后续步骤；任务信号量过零触发宏指令执行器的对应操作，或触发任务管理器的对应操作；预设信号量模型，多个执行器之间数据传输的任务信号量，基于信号量模型进行信号量和时间流特征转换，且应用生成数据流携带一个时间戳，时间戳将数据流与一个特定的时间点进行关联；当数据流以信号量和时间流的方式处理流数据时，携带时间戳的数据流评估执行器的执行时间。
71.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
72.对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。