OpenHarmony轻量系统服务管理|消息处理中的流控机制详解

一、前言

本文围绕的主题是OpenHarmony中消息处理的流控机制，相关的代码实现位于distributedschedule_samgr_lite\samgr_endpoint\source\token_bucket.c。在对代码的分析中，发现鸿蒙系统自己实现了一个令牌桶算法来做流量控制。算法的原理是以一种恒定的速率生成令牌，如果需要处理消息就从桶中获取令牌，若有则允许执行，若没有则拒绝。

二、宏定义及数据结构

#define TOKEN_PRE_MSG 1000  //消息处理大小
typedef struct TokenBucket TokenBucket;
struct TokenBucket {
    int rate;  //每毫秒生成令牌的速率，现在使用TPS
    int burst; //令牌桶的突发大小
    uint64 last; //最后一条消息的时间
    int used; //已使用的buckets
};
typedef enum BucketStatus {
    BUCKET_BUSY,    //繁忙
    BUCKET_IDLE,    //闲置
    BUCKET_INVALID, //无效
} BucketStatus;

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三、函数实现分析

判断令牌数是否充足

/*
    函数功能：判断是否可以对消息处理
    函数描述：根据消息处理的时间间隔和令牌生成速率，获取令牌数。
             判断未消耗的令牌数是否满足条件，若不满足则返回BUCKET_BUSY，若满足则返回BUCKET_IDLE。
             对于BUCKET_IDLE状态，TB_CheckMessage()的调用者可以进行下一步的消息处理。
*/
int TB_CheckMessage(TokenBucket *bucket)
{
    if (bucket == NULL) {
        return BUCKET_INVALID;
    }
    //获取当前时间
    uint64 now = SAMGR_GetProcessTime();
    //计算当前时间和上一条消息处理时间的时间间隔所产生的令牌数
    uint64 generated = (now > bucket->last) ? ((now - bucket->last) * bucket->rate) : 0;
    //每次消耗TOKEN_PRE_MSG
    int used = bucket->used + TOKEN_PRE_MSG;
    //更新已使用的令牌数。若生成的大于已使用的则更新已使用数为0
    used = (generated > used) ? 0 : (used - (int)generated);
    if (used >= bucket->burst * TOKEN_PRE_MSG) {
        //已使用的大于峰值，返回繁忙
        return BUCKET_BUSY;
    }
    //更新已使用数和处理时间
    bucket->used = used;
    bucket->last = now;
    return BUCKET_IDLE;
}