NPU_RTI软件框架设计

RTI主要分为LRC和RTI两大部分，总体的逻辑结构分为五部分：LRC请求消息队列、RTI请求消息队列、RTI处理行为队列、LRC行为回调队列、LRC和RTI网络连接。

为了更好的理解每一个组件的工作过程，这里通过联邦成员注册同步点请求在NPU_RTI系统中的消息流进行说明，示范消息在系统中的流向和响应。

Step1：LRC处理用户请求

通过分析LRC处理用户的请求过程，理解在联邦运行中， RTI大使在调用registerFederationSynchronizationPoint时的消息处理过程。当RTIAmbassador接收到联邦成员的请求，根据请求类型，该请求被转换为某个类型的消息对象实例。LRC在创建该消息实例后，将该消息实例添加到LRC请求队列，如果LRC请求队列中存在消息，则消息管理器将进行处理。因为消息会在网络中进行传递，对于系统来说这是一个相当昂贵的任务，所以在LRC一侧消息管理器首先验证队列中的消息的合法性，以减少网络数据交换。然后针对不合法的消息抛出异常，而对合法的消息进行打包，然后根据相应的传输方式通过网络连接发送到RTI。RTIAmbassador调用要求返回响应。虽然在很多情况下，该响应返回空值，但是，LRC必须阻塞到接收到来自RTI的消息接收到或者错误响应。下图显示LRC处理联邦成员请求的过程。

 

 LRC处理用户请求

Step1.1：联邦成员发出registerFederationSynchronizationPoint请求；

Step1.2：RTIAmbassador接收到该请求，创建相应消息请求；

Step1.3：RTIAmbassador将该消息添加到LRC的消息队列中；

Step1.4：LRC请求队列存在消息，则由消息管理器进行处理；

Step1.5：在消息管理器验证消息合法性；

Step1.6：将验证后合法的消息打包通过LRC发送到RTI

Step2：RTI处理用户请求

一旦请求消息通过网络链接被发送RTI，RTI则开始处理该消息。RTI服务器将该消息实例添加到本地的LRC消息请求队列中，如果消息队列中存在消息，则消息管理器进行消息处理，如果该消息解包后能够通过消息句柄验证， 则该消息立即被处理或者如果正在处理其它消息，则此消息延后处理。

处理消息的方式依赖于具体的消息处理方式。通常情况下，如果请求通过回调方式处理，则将该消息加入到行为队列中进行异步处理，释放句柄然后产生适当的响应消息传递给等待的LRC。如果请求不通过回调方式处理，仅仅是一个信号，则RTI处理后，传递一个请求是否成功的响应。如下图所示：

图RTI处理用户请求

Step2.1：通过LRC接收到请求同步点注册消息；

Step2.2：消息被传递到RTI请求接收器；

Step2.3：RTI消息处理根据消息的类型发送给相应的消息处理器；

Step2.4：RTI进行消息解包进行验证；

Step2.5：如果是回调方式处理，创建新的消息并放置到行为队列中；

Step2.6：创建成功的消息响应或者错误返回给RTI；

Step2.7：给LRC发送相应的消息响应；

Step3：RTI到LRC的响应

如下图所示，说明RTI返回给LRC响应的处理过程。一旦LRC连接接收到来自RTI的消息响应，则消息处理器检测该消息响应。如果响应表明是成功，则本地记录该消息。例如，当联邦成员禁止时间受限，成功消息将影响LRC去记录变化在本地LRCState，如果响应表明失败，它将抛出异常。消息处理器将消息处理结果返回给LRC请求接收器，该接收器继续将结果传递给RTIambassador，此时RTIambassador将响应结构返回给联邦成员，至此完成一个消息的请求与响应的全过程。

 图RTI到LRC的响应

Step3.1：LRC连接接收来自网络连接的响应；

Step3.2：消息响应的处理；

Step3.3：消息处理器处理消息，如果成功，局部记录，如果失败，忽略；

Step3.4：消息处理器将该消息的处理结果返回给LRC请求接收器；

Step3.5：LRC请求接收器将该消息的响应结果继续传递给RTIAmbassdaor；

Step3.6：RTIAmbassdaor返回给联邦成员一个消息或者成功或者异常；

Step4：RTI大使处理回调请求

上面已经看到了一个请求的全部处理过程，下面把注意力转向第二步中提到的回调处理。如下图请求实例在RTI中被创建并且被添加到到行为队列中进行异步处理。此请求消息队列主要响应仿真回调，这些回调被异步发送到LRC并且传输到FederateAmbassador回调中。消息处理器从行为队列中获取请求，根据请求类型进行处理。如注册同步点请求，消息处理器针对每一个联邦创建一个回调。发送回调是一个耗时昂贵的I/O调用任务。所以这里采用异步处理，每个独立的行为处理线程对应于一个联邦成员，即发送回调消息是完全独立的。这样的处理方式能够确保处理即将到来的消息而不是在I/O运行上浪费时间，从而提高系统实时性。

图 RTI大使处理回调

Step4.1行为队列处理器从消息队列中获取请求，然后传递给RTI行为接收器；

Step4.2RTI行为接收器传递请求到响应的消息处理器；

Step4.3消息处理器执行消息处理；

Step4.4对于每个联邦成员，创建一个回调宣布点然后排队等待；

Step4.5创建异步线程，进行消息处理；

Step4.6回调通过RTI链接发送消息；

Step5：联邦大使处理回调

此过程说明联邦大使在LRC侧触发回调。如下图所示，此过程一是管理来自RTI的回调消息，另一个是分发回调消息到联邦大使。

当LRC接收到回调消息，将回调消息加入到LRC队列中。一旦消息被加入到LRC回调队列中，发送成功的响应到RTI，回调处理器处理处理下一个回调。

当联邦成员准备好接收回调，它通知RTI大使通过tick方法。象其它行为处理器，此时将LRC队列中的第一个可用的消息传递给LRC回调队列，然后消息管理器进行消息处理，从而触发联邦大使的调用，通知联邦成员完成响应的功能。

 图 联邦大使消费回调

Step5.1通过网络连接，LRC连接获取到来自网络消息；

Step5.2LRC连接将消息放置到LRC队列中；

Step5.3线程tick；

Step5.4RTI大使从LRC队列中获取到一个可用的回调消息；

Step5.5RTI大使传递回调消息到LRC回调接收器；

Step5.6LRC回调接收器将消息传递到适当的消息处理器；

Step5.7触发联邦大使回调给联邦成员；

　　以上描述基本说明了RTI的工作过程，接下来将是每一块的设计思路。