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UA;C++;源码

5星 · 超过95%的资源需积分: 50 129 浏览量 2017-12-28 09:48:06 上传评论 13 收藏 755KB PDF 举报

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OPC UA SDK(C++)源码分析

1 文档目的

分析 OPC UA SDK（C++）源码，总结 OPC UA SDK 的代码架构及重要部分代

码实现细节。

2 总体分析

OPC UA 服务描述了一个抽象的，由服务器提供、客户端调用的远程过程调

用（RPC）集合。所有 OPC UA 客户端和服务器的交互都通过这些服务实现。

OPC UA SDK(C++)的目的是方便 OPC UA 服务器和客户端的开发，主要目标

也就是封装、实现这些 OPC UA 服务接口。

OPC UA 规范将服务组织成服务集，每个服务集定义了一组相关的服务。所

有的 OPC UA 服务被组织成发现服务集、安全通道服务集、会话服务集、节点管

理服务集、视图服务集、属性服务集、查询服务集、方法服务集、监视项服务

集和订阅服务集。

OPC UA SDK(C++)服务端主要通过 UaServer、SessionManager、

UaSubscriptionManager、UaTransactionManager、NodeManagerRoot 共 5 个类

来实现 OPC UA 的服务集。

UaServer 定义了服务器需要提供的所有服务接口，是整个服务器的入口，

并根据服务的不同分别指派给

SessionManager,UaSubscriptionManager,UaTransactionManager 和

NodeManangerRoot 进行处理。

SessionManager 负责实现会话和安全通道管理服务集中的服务，包括创建

会话（CreateSession）、激活会话(ActiveSession)、关闭会话

(CloseSession)、打开安全通道(OpenSecureChannel)和关闭安全通道

(CloseSecureChannel)。注意 OPC UA 规范中将取消服务(Cancel)定义到了会话

服务集中，但是 OPC UA SDK（C++）却没有在 SessionManager 中实现取消服务

（Cancel），而是在 UaTransactionManager 中实现。

UaSubscriptionManager 负责实现订阅和监视项服务集中的服务，包括创建

订阅(CreateSubscription)、修改订阅(ModifySubscription)、设置发布模式

(SetPublishingMode)、发布(Publish)、重新发布(Republish)、转移订阅

(TransferSubscriptions)、删除订阅(DeleteSbuscriptions)、创建监视项

(CreateMonitoredItems)、修改监视项(ModifyMonitoredItems)、设置监视模

式(SetMonitoringMode)、删除监视项(DeleteMonitoredItems)和设置触发

(SetTriggering)。

NodeManagerRoot 负责节点管理服务集中的服务，包括添加节点

(AddNodes)、添加参考(AddReferences)、删除节点(DeleteNodes)和删除参考

(DeleteReferences)。

UaTransactionManager 负责实现视图、查询、属性、方法服务集中的服

务，包括浏览(Browse)、浏览下一个(BrowseNext)、转换浏览路径到

NodeId(TranslateBrowsePathsNodeIds)、注册节点(RegisterNodes)、取消注

册节点(UnRegisterNodes)，查询第一个(QueryFirst)、查询下一个

(QuerNext)，读数据(Read)、读历史数据(HistoryRead)、写数据(Write)、更

启动时根据线程池的最小容量，初始线程；在添加任务时，如果当前无空闲线

程，并且未达到线程池最大容量时，创建新的线程。这个线程池的实现有一个

缺点，就是线程只能增加不能回收。

 UaThread:线程基类。

线程基类，实现了线程的基本操作，包括启动、休眠、等待等线程通用的

功能。

 UaJobThread:用于执行 Job 的线程（SDK 主要基于此类扩展）。

UaJobThread 继承自 UaThread，并增加了启动任务（startJob）方法，用

于启动 UaThreadPoolJob。

 UaThreadPoolJob：所有用于异步执行的 Job 的基类。

UaThreadPoolJob 负责实现具体的任务功能，线程执行时调用

UaThreadPoolJob 的 execute 方法来完成具体的任务功能。

3.1.1 异步执行任务

1) 客户代码创建一个 UaThreadPoolJob 对象。

2) 客户代码将创建的 UaThreadPoolJob 对象通过 UaThreadPool 的 addJob 方

法添加到线程池。

3) UaThreadPool 选择一个空闲 UaJobThread 线程，并调用 UaJobThread 的

startJob 方法启动任务。

4) 系统定期执行 UaJobThread 的 run 方法。

5) UaJobThread 在 run 方法中调用 UaThreadPoolJob 的 execute 方法执行具体

任务，执行结束删除 UaThreadPoolJob 对象回收内存。

3.2 服务器管理

在总体分析部分我们已经指出，OPC UA SDK（C++）的主要目标就是封装、

实现 OPC UA 服务接口，服务端主要通过 UaServer、SessionManager、

UaSubscriptionManager、UaTransactionManager、NodeManagerRoot 共 5 个类

来实现 OPC UA 的服务接口。所以服务器启动的主要目的也就是创建、初始化和

启动 UaServer、SessionManager、UaSubscriptionManager、

UaTransactionManager、NodeManagerRoot 等核心管理组件。

服务器启动涉及的主要类如下：

sd Thread运行图

UaThreadPool

UaThreadPoolJob

client

(from

分析

)

Timer

(from

分析

)

UaJobThread

创建()

addJob(UaThreadPoolJob)

startJob(UaThreadPoolJob)

run()

execute()

 UaServerApplication:OPC UA 服务器基类。

UaServerApplication 是一个工具类，管理一个通用 OPC UA 服务器使用的

所有 OPC UA SDK（C++）模块。用户通过扩展这个类，来扩展或者修改 OPC UA

SDK（C++）功能。

 OpcServer:自定义的 OPC 服务器类。

OPC UA SDK（C++）自带样例自定义的 UaServerApplication。

 UaServerApplicationCallback:UaServerApplication 回调对象。

如果应用程序要实现用户验证，需要实现这个类。

 UaServer:OPC UA 服务器的主要入口类。

这个类继承了 UaThread，在应用程序中作为独立线程启动。UaServer 定义

了所有服务器对外提供的服务接口，所有外部请求都会集中由 UaServe 接

收，并转发给其他相关组件进行处理。

 ServerConfig:OPC UA 服务器配置类

主要有两个功能，一个是启动和停止服务器；一个是封装所有必要的配置

参数。

 ServerManager:OPC UA 服务器管理接口

OPC UA 服务器启动需要此类，此类保存着服务器需要的 ServerConfig、

class Serv er类图

Logical View ::OpcServer

Logical View ::

UaServerApplication

+ afterInitialize() : UaStatus

+ afterStartUp() : void

+ start() : int

Logical View ::ServerConfig

+ createSession() : void

+ getSerializerConfiguration() : UaStatus

+ getServerInstanceInfo(UaString*, UaLocalizedTextArray*) : void

+ getSessionSettings() : void

+ getSubscriptionSettings() : UaStatus

+ getThreadPoolSettings(OpcUa_UInt32*, OpcUa_UInt32*) : void

+ loadConfiguration() : UaStatus

+ logonSessionUser(Session, UaUserIdentityToken) : UaStatus

+ startUp(ServerManager) : void

Logical View ::CoreModule

+ getServerManager() : void

+ initialize() : void

+ startUp(ServerConfig) : void

Logical View ::ServerManager

+ createNodeManagerNS1(UaString) : NodeManager

+ createSessionManager() : SessionManager

+ getNodeManagerNS1() : NodeManagerNS1

+ getNodeManagerRoot() : NodeManagerRoot

+ getSessionManager() : SessionManager

+ startUp(ServerConfig) : void

IOManagerUaNode

NodeManagerList

NodeManagerUaNode

Logical View ::NodeManagerRoot

+ browse() : void

+ CreateRootNodeManager() : NodeManagerRoot

+ getHistoryVariableHandle(Session, HistoryVariableHandle::ServiceType, OpcUa_NodeId, UaStatus*) : HistoryVariableHandle

+ getNodeManagerByNamespace(OpcUa_UInt16) : NodeManager

+ getVariableHandle(Session*, VariableHandle::ServiceType, OpcUa_NodeId*, OpcUa_Int32) : VariableHandle*

+ sessionActivated(Session) : UaStatus

Logical View ::CoreTransactions

+ CoreTransactions(NodeManagerRoot) : void

Logical View::NodeManager

+ addNode() : void

+ browse() : void

+ getHistoryVariableHandle(Session, HistoryVariableHandle::ServiceType, OpcUa_NodeId, UaStatus) : HistoryVariableHandle

+ startUp(ServerManager) : void

Logical View ::

UaServerApplicationModule

Logical View ::UaModule

+ initialize() : void

+ startUp(CoreModule) : void

UaThread

Logical View ::UaServ er

+ addNodes() : void

+ Browse() : OpcUa_StatusCode

+ createUaSubscriptionManager(ServerManager) : UaSubscriptionManager

+ createUaTransactionManager(ServerManager, UaSubscriptionManager) : void

+ getSession(OpcUa_NodeId, OpcUa_Boolean) : UaSession

+ HistoryRead() : OpcUa_StatusCode

+ initStackSettings() : void

+ openEndpoint(UaEndpoint) : UaStatus

+ Read() : OpcUa_StatusCode

+ sendResponse() : void

+ startUp(ServerManager) : UaStatus

Logical View ::

UaServerApplicationCallback

NodeManagerBase

Logical View ::

CustomNodeManager

Logical View ::SessionManager

+ activateSession() : UaStatus

+ createSession() : UaStatus

+ getNewSessionId() : OpcUa_Int32

+ getSession(OpcUa_NodeId, OpcUa_Boolean) : Session

+ sessionActivated(Session) : UaStatus

+ sessionOpened(Session) : void

+ startUp(ServerConfig, NodeManagerRoot) : void

UaThread

Logical View ::UaSubscriptionManager

+ addSubscription(UaSubscription) : OpcUa_UInt32

+ beginCreateMonitoredItems(UaCreateMonitoredItemsContext) : UaStatus

+ createSubscription() : UaStatus

+ createUaSubscription() : UaSubscription

+ findSubscription(OpcUa_UInt32) : UaSubscription

+ startUp() : UaStatus

+ subscriptionCreated(UaSubscription) : void

HistoryManagerCallback

IOManagerCallback

Logical View ::UaTransactionManager

+ addNodes() : void

+ beginBrowse(UaBrowseContext) : UaStatus

+ beginHistoryRead(UaHistoryReadContext) : UaStatus

+ beginRead(UaReadContext) : UaStatus

+ sendResponse() : void

+ startUp() : UaStatus

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内容反馈

zhaobo1786

2018-08-21

还可以的。
yuijianglove

2018-07-12

可以的，不错
新铺里

2019-05-06

还可以吧，对学习有帮助。
xgllrp003

2019-03-28

不错资料，学习一下！
wolfbabys

2018-04-21

还是不错，了解了一些基础知识

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