消息隊(duì)列技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用

吳 瑩，林 聰

（柳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西壯族自治區(qū) 柳州 545000）

在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)在基于不同功能需求的基礎(chǔ)上對(duì)車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行有效監(jiān)管，并且提供綜合性服務(wù)。車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)包含多種應(yīng)用系統(tǒng)，具備較大的數(shù)據(jù)信息。消息隊(duì)列技術(shù)在車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)當(dāng)中的運(yùn)用，可以提升數(shù)據(jù)處理速度，保障系統(tǒng)運(yùn)行性能的穩(wěn)定。

1 消息隊(duì)列相關(guān)技術(shù)

消息隊(duì)列技術(shù)作為現(xiàn)代化技術(shù)，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)展。這項(xiàng)技術(shù)是通過(guò)消息傳送機(jī)制或消息隊(duì)列模型而產(chǎn)生的中間件技術(shù)。消息隊(duì)列技術(shù)能夠有效提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中，數(shù)據(jù)的傳輸與日志的處理會(huì)應(yīng)用消息隊(duì)列中間件相關(guān)技術(shù)，以此來(lái)促進(jìn)車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)的良好運(yùn)行。在當(dāng)前時(shí)代背景下，信息化程度不斷加深，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的覆蓋范圍逐步擴(kuò)展。消息隊(duì)列技術(shù)可以劃分為 KafKA、ActiveMQ、ZeroMQ 等多種形式。不同形式的消息隊(duì)列使用的場(chǎng)景存在區(qū)別，通過(guò)選擇消息隊(duì)列的形式，能夠?qū)⒓夹g(shù)優(yōu)勢(shì)得以充分展現(xiàn)。

1.1 消息隊(duì)列與中間件

中間件作為通用服務(wù)，主要用于應(yīng)用程序與平臺(tái)系統(tǒng)之間的中間服務(wù)。在技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，邏輯層是主要的技術(shù)支撐，向上會(huì)運(yùn)用邏輯索引的方式獲取客戶端需求，向下整合分析各項(xiàng)應(yīng)用信息，及時(shí)處理應(yīng)用程序的請(qǐng)求。依據(jù)程序運(yùn)行需求將處理后的請(qǐng)求輸送至后端服務(wù)器。另外，中間件能夠與應(yīng)用端進(jìn)行管理，將系統(tǒng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)歸納結(jié)果進(jìn)行傳輸。通過(guò)運(yùn)用中間件可以令各個(gè)部分的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)良好的互通互信，此階段需要各部分網(wǎng)絡(luò)根據(jù)自身程序接口情況和協(xié)調(diào)條件進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)相應(yīng)的調(diào)整，能夠在更換平臺(tái)和操作系統(tǒng)的情況下繼續(xù)實(shí)現(xiàn)協(xié)議條件下的接口對(duì)接，促進(jìn)不同平臺(tái)下信息訪問(wèn)交換的便捷性。中間件技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域當(dāng)中屬于快速發(fā)展的技術(shù)，具備了易于集成、易于升級(jí)以及可靠性的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)。在易于集成方面，中間件能夠有效深入到開(kāi)發(fā)應(yīng)用當(dāng)中，適應(yīng)所需的環(huán)境，便于應(yīng)用終端進(jìn)行定位。同時(shí)也可以將中間件當(dāng)中包含的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分享，實(shí)現(xiàn)易于集成的效果。在易于升級(jí)方面，為了滿足更高的技術(shù)需求情況下需要升級(jí)中間件某個(gè)部分時(shí)，升級(jí)操作不會(huì)對(duì)系統(tǒng)其他部分造成影響，能夠維護(hù)系統(tǒng)其他部分的正常運(yùn)作，確保中間件性能與其他應(yīng)用程序終端不會(huì)產(chǎn)生互相干擾。另外，中間件技術(shù)的運(yùn)用具有較高的可靠性，由于中間件自身功能與接收的數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)管理處理與恢復(fù)。使項(xiàng)目業(yè)務(wù)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息能夠得到記憶儲(chǔ)存保障，避免重要數(shù)據(jù)信息就是對(duì)業(yè)務(wù)項(xiàng)目開(kāi)展造成阻礙。

1.2 Oracle 分區(qū)技術(shù)

Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用主要是為了保證使用效率和使用性能。因?yàn)殡S著數(shù)據(jù)信息的逐漸增多，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息的特定區(qū)域剩余容量逐漸減少。如果數(shù)據(jù)信息在文件集合的情況下繼續(xù)增多，區(qū)域的各項(xiàng)性能會(huì)受到影響。不僅會(huì)影響到信息查詢速度，也會(huì)降低應(yīng)用系統(tǒng)的綜合性能。所以在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，需要在車聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)系統(tǒng)中的框架，預(yù)測(cè)分析公司將來(lái)的業(yè)務(wù)需求變化情況。為了解決這種情況，需要對(duì)這個(gè)特定區(qū)域進(jìn)行分區(qū)。根據(jù)技術(shù)要求，將大數(shù)據(jù)對(duì)象劃分為相對(duì)獨(dú)立的小物理段，由這些小物理段代表大數(shù)據(jù)的分區(qū)。分區(qū)表中每個(gè)分區(qū)的列名數(shù)據(jù)類型都需要相同的邏輯結(jié)構(gòu)，而各個(gè)分區(qū)所在的表空間的物理存儲(chǔ)路徑會(huì)存在一定差別。但是從邏輯上來(lái)講，仍然是一張完整的表。從計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序角度來(lái)看，采取分區(qū)之后的表和索引與之前的表索引以及SQL 相比不會(huì)存在較大的區(qū)別。分區(qū)字段屬性查詢時(shí)需要在相應(yīng)的分區(qū)對(duì)應(yīng)段空間來(lái)查找數(shù)據(jù)，這樣可以有效提升數(shù)據(jù)信息的查詢效率，縮短查詢時(shí)間。除此之外，分區(qū)后對(duì)某個(gè)特定區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，相關(guān)操作只會(huì)針對(duì)特定分區(qū)不會(huì)影響到其他分區(qū)狀態(tài)。

1.3 消息隊(duì)列中間件原理與排隊(duì)機(jī)制

消息隊(duì)列中間件是本地或異地負(fù)責(zé)接收消息的程序，會(huì)將之前程序應(yīng)用者保存在消息隊(duì)列中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理操作。如圖1 所示。

圖1 消息隊(duì)列原理圖

消息隊(duì)列性能與排隊(duì)機(jī)制具有緊密關(guān)系。主要排隊(duì)機(jī)制可以劃分為先進(jìn)先出、優(yōu)先排隊(duì)、公平排隊(duì)、加權(quán)公平排隊(duì)幾種形式。先進(jìn)先出的排隊(duì)機(jī)制是較為常見(jiàn)，也較為簡(jiǎn)單的排隊(duì)機(jī)制。這種排隊(duì)機(jī)制是通過(guò)系統(tǒng)算法執(zhí)行先到先處理的原則。優(yōu)先排隊(duì)則是在多個(gè)隊(duì)列的基礎(chǔ)上，根據(jù)各個(gè)隊(duì)列的特點(diǎn)和使用需求制定級(jí)別。通過(guò)劃分級(jí)別使隊(duì)列由高到低的進(jìn)行排序。如果在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)擁堵的情況，會(huì)優(yōu)先處理級(jí)別較高的隊(duì)列信息。公平排隊(duì)則是依據(jù)分配比例對(duì)應(yīng)的接口寬帶進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的處理，不會(huì)因數(shù)據(jù)級(jí)別的高低而產(chǎn)生差異。公平排隊(duì)會(huì)依照高低順序輪流的方式執(zhí)行循環(huán)處理，能夠令優(yōu)先排隊(duì)的信息數(shù)據(jù)盡快得到處理服務(wù)。加權(quán)公平排隊(duì)，這種排隊(duì)機(jī)制是優(yōu)先排隊(duì)和公平排隊(duì)機(jī)制的整合。依據(jù)權(quán)重來(lái)進(jìn)行通訊隊(duì)列寬帶的劃分，依據(jù)特殊處理方式達(dá)到減緩延遲的目的。

2 基于高級(jí)隊(duì)列技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用解決方案

2.1 車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

通過(guò)分析車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的總體框架展開(kāi)對(duì)應(yīng)用軟件開(kāi)源項(xiàng)目的技術(shù)選型。在新版車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)當(dāng)中增加了許多新的功能與服務(wù)項(xiàng)目，并且系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證數(shù)據(jù)庫(kù)的相關(guān)功能可以滿足實(shí)際需求。通過(guò)對(duì)車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行分析研究可以得知數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸讉€(gè)特點(diǎn)。首先，數(shù)據(jù)來(lái)源呈現(xiàn)多樣性。數(shù)據(jù)來(lái)源會(huì)通過(guò)多種渠道來(lái)獲得，這是因?yàn)橄到y(tǒng)終端設(shè)備比較多，能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供GPS 終端數(shù)據(jù)，同時(shí)會(huì)運(yùn)用傳感器OBD 來(lái)獲取其他的相關(guān)數(shù)據(jù)。其次，數(shù)據(jù)類型的復(fù)雜性。在車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)復(fù)雜，類型也比較多，版本升級(jí)更新的過(guò)程中，為了滿足功能需求會(huì)出現(xiàn)多種數(shù)據(jù)類型。最后，數(shù)據(jù)傳輸量大。當(dāng)車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)系統(tǒng)與車輛保持交互之后，雙方之間會(huì)建立信息傳輸關(guān)系，終端的使用會(huì)對(duì)車輛信息展開(kāi)詳細(xì)記錄，并且通過(guò)終端設(shè)備上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，因此會(huì)有較大規(guī)模的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行傳輸。

2.2 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)有問(wèn)題分析與方案

當(dāng)前，隨著車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的升級(jí)優(yōu)化，老版本當(dāng)中的歷史數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)信息需要進(jìn)行處理，因此需要認(rèn)真思考如何來(lái)促進(jìn)系統(tǒng)讀寫，審查速度與性能的提升，以便于數(shù)據(jù)信息的有效管理。由于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)量較大，管理難度比較大。同時(shí)還存在數(shù)據(jù)庫(kù)性能不佳等問(wèn)題，面對(duì)這樣的情況，可以采取以下應(yīng)對(duì)方案：

方案一：對(duì)代碼進(jìn)行改寫。將車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的判定條件添加至全部DML 語(yǔ)句當(dāng)中。但是這個(gè)方案存在嚴(yán)重的曲線，因?yàn)橄到y(tǒng)架構(gòu)的功能模塊比較多，在業(yè)務(wù)邏輯方面也會(huì)呈現(xiàn)出復(fù)雜性，各項(xiàng)應(yīng)用程序會(huì)涉及到龐大的代碼量。如果運(yùn)用這個(gè)方案對(duì)系統(tǒng)代碼進(jìn)行整體修改，不僅工作難度大，工作量會(huì)比較多，所消耗的時(shí)間與精力可以重新開(kāi)發(fā)一套新的車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。因此這個(gè)方案綜合來(lái)講不可取。

方案二：在原有系統(tǒng)應(yīng)用程序不受到改動(dòng)的情況下，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，為數(shù)據(jù)庫(kù)中的各個(gè)模塊搭建相應(yīng)的建物化視圖。在此過(guò)程中，如果在沒(méi)有考慮數(shù)據(jù)庫(kù)性能的情況下，這樣的方法具有一定的可行性。但是由于數(shù)據(jù)庫(kù)中模塊包含的表量以及數(shù)據(jù)量較為龐大，想要構(gòu)建相應(yīng)的物化圖會(huì)帶來(lái)較大的工作量。因此這樣的改進(jìn)方式會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行速度以及數(shù)據(jù)的管理效率都造成一定影響，因此這種方法也是不可取的。

方案三：在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中使用Oracle 分區(qū)技術(shù)。通過(guò)運(yùn)用這個(gè)技術(shù)，可以對(duì)大數(shù)據(jù)量的表實(shí)現(xiàn)分表處理，提升工作效率與質(zhì)量。例如在日志表方面，依據(jù)日期來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。在I/O 平衡方面，Oracle 能夠?qū)⒉煌謪^(qū)進(jìn)行映射，使其可以存儲(chǔ)于不同磁盤當(dāng)中，有效提升了系統(tǒng)操作速度，使用性能得到了加強(qiáng)。因此這個(gè)方案具有較高的可行性。

2.3 高級(jí)隊(duì)列對(duì)于車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆治龊徒鉀Q方案

在運(yùn)用高級(jí)隊(duì)列進(jìn)行車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況。首先，高級(jí)隊(duì)列作為一類消息中間件，由于車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出一定的復(fù)雜性。因此，數(shù)據(jù)的梳理分析和處理是非常重要的任務(wù)。通過(guò)規(guī)范數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，保證數(shù)據(jù)的輸出和傳遞效果。

2.3.1 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)在高級(jí)隊(duì)列的組織

車聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)操作非常重要，需要認(rèn)真思考如何將其存儲(chǔ)于高級(jí)隊(duì)列中。在Orcale 數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中包含多項(xiàng)功能，在這些功能當(dāng)中高級(jí)隊(duì)列的功能是最重要的功能。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候把數(shù)據(jù)信息看作一個(gè)基本單元。相關(guān)數(shù)據(jù)會(huì)在系統(tǒng)中數(shù)據(jù)運(yùn)輸過(guò)程中得到運(yùn)用。分析數(shù)據(jù)庫(kù)中的定義對(duì)象類型來(lái)選擇數(shù)據(jù)信息的結(jié)構(gòu)類型。另外，控制信息作為隊(duì)列中的一類，也能轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬏旊A段的基本單位。根據(jù)對(duì)原隊(duì)列定義的條件進(jìn)行消息的傳遞，隨后將隊(duì)列存放到列表當(dāng)中并將列表存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。

2.3.2 車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在高級(jí)隊(duì)列中的傳輸途徑

在Orcale 當(dāng)中會(huì)包含命名為DBM AQ 的包，里面包括Enqueue 子程序，它在系統(tǒng)當(dāng)中起到了車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)封裝的作用。通過(guò)將數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝并且將封裝的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成隊(duì)列消息，使這些消息能夠順利輸送至目標(biāo)隊(duì)列中。在這種數(shù)據(jù)傳輸方式當(dāng)中，需要對(duì)傳輸途徑與條件進(jìn)行提前設(shè)定，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻槙场Ｔ谛畔⑤斔偷侥繕?biāo)隊(duì)列后，運(yùn)用Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)DBM AQ 包Dnqueue 子程序提取數(shù)據(jù)信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行還原操作。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，為了有效監(jiān)控行車狀態(tài)，提供不同功能需求的綜合服務(wù)，車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。由于車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)具有一定復(fù)雜性，包含各種不同的應(yīng)用系統(tǒng)，同時(shí)擁有海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。如今，各個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)間的數(shù)據(jù)傳輸和管理系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)已成為車聯(lián)網(wǎng)綜合信息平臺(tái)的核心內(nèi)容。深入思考管理海量數(shù)據(jù)存在的難題，運(yùn)用合理的技術(shù)手段提升數(shù)據(jù)庫(kù)性能，運(yùn)用相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和結(jié)構(gòu)提升系統(tǒng)運(yùn)行效果。為此，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)深入思考應(yīng)用怎樣的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信和傳輸。將消息隊(duì)列技術(shù)應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)系統(tǒng)當(dāng)中，能夠保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在具體應(yīng)用過(guò)程中，需要正確了解消息隊(duì)列技術(shù)的特點(diǎn)與類型，分析高級(jí)隊(duì)列技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用的可行性方案，保證消息隊(duì)列技術(shù)的運(yùn)用能夠?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信息平臺(tái)性能的提升帶來(lái)有利條件。