c++ - 数据交换的设计模式

Question

我有一组虚拟设备 (D)。设备可以交叉连接(假设，物理连接):

D1——D2

D2——D3

每个链接可能会有不同的延迟。

每个设备都包含一组可以生成一些数据的虚拟子设备。子设备可以组织成逻辑连接。子设备将传输真正的字节数据。

我使用 C++、Qt。我尝试使用信号槽机制 QSignalMapper，但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？

Answer 1

您应该定义一个 Link 类来模拟您的类之间的物理链接。最有趣的问题是，如何使用信号和插槽连接您的设备并模拟延迟？

我的建议是:实现一个 send(QByteArray data) 插槽，它将数据排入内部队列(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，数据从队列中弹出。

如果你想在设备之间模拟路由器，你应该考虑到队列中的数据越多，延迟就越大，因为需要进行重传。要对此进行近似模拟，您可以根据当前队列长度设置超时值。

以此作为开始:

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;
};

类型Message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) {}
};

然后像这样创 build 备和链接:

// Create devices:
Device *d1 = new Device(this);
Device *d2 = new Device(this);

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

或带转发规则的链式链接:

// 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)));

d1 发送的每个数据(当它发出信号 send(QByteArray) 时)将被延迟 100 ms 传输到插槽 receive(QByteArray) d2。如果数据不是针对 d2 的，信号 forward(Message) 被发射，必须被另一个链接捕获(参见转发规则)。然后它被视为新的传入消息并传递给 d3。

请注意，真实网络并不是这样运作的。您需要实现路由策略来完全模拟这样的设置；这是相当困难的。

另请注意，我没有测试此代码。 ;)

此方法不模拟将数据分成小段(每个段约 1.5 KB)。要模拟真实的以太网设置，您也需要这样做。如果需要，请在评论中提问，我可能会延长类(class)。