CN108009977B - 多线程环境下支持多个远程图形终端的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多线程环境下支持多个远程图形终端的方法及系统，包括在多线程环境下建立多终端管理器，与远程图形终端实现互联，激活各远程图形终端，提供图形化交互环境。其中，窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上；目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备；激活各远程图形终端，将虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端显示绘制结果并提供图形化交互环境。本发明对软硬件资源需求低，降低了系统成本与功耗；为多线程嵌入式操作系统提供了多终端图形显示支持，提高了嵌入式操作系统的应用能力。
Description
技术领域
本发明涉及属于计算机应用领域，特别是远程图形终端基础显控、窗口系统管理交互，具体涉及一种多线程嵌入式操作系统环境下支持多个远程无操作系统图形终端(简单图形终端)的方法及系统。
背景技术
多线程是一种“节俭”的多任务操作方式，多线程环境以程序逻辑和控制方式简单，所有线程内存共享、无需跨跃进程边界，消耗资源比进程方式少等优势，普遍应用于轻量级嵌入式设备。但由于每个线程与主程序共用地址空间，目标系统只能有一个GUI线程，且所有窗口只能在GUI线程中创建、控制、销毁，造成代码牵连性强，开发必须透明，系统资源占用较大，单个窗口的崩溃将造成整个GUI线程的崩溃，甚至系统崩溃。
远程图形终端，主要应用于远程计算机图形界面交互，现比较普遍的解决方案是基于C/S架构的图形系统(例如X Window)和本地系统截获显示数据并传输至远程显示终端的方式。对于X Window一类C/S架构，远程图形终端设备需要有CPU、内存等硬件资源，还需要安装操作系统，硬件成本高，资源消耗大，且不适用于多线程嵌入式操作系统；而截获显示数据的解决方案，无法满足多终端的需求，即缺少对多个远程图形终端节点管理、控制的方案。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多线程环境下支持多个远程图形终端的方法及系统。
根据本发明提供的一种多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，包括步骤：
步骤1：多线程环境下建立多终端管理器，与远程图形终端实现互联；
步骤2：激活各远程图形终端，提供图形化交互环境。
优选的，所述步骤1包括：
步骤1.1：为目标系统创建至少一个窗口实例模块；
步骤1.2：在目标系统中创建多终端管理器，根据远程图形终端的数量，创建若干虚拟图形终端，与远程图形终端一一对应；
步骤1.3：根据远程图形终端的物理参数，配置虚拟图形终端的属性，并为每个虚拟图形终端分配独立的内存空间；
步骤1.4：窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上；
步骤1.5：目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备。
优选的，所述步骤1.4包括：
一对一绑定：单个窗口实例显示在单个虚拟图形终端上；
一对多绑定，单个窗口实例显示在多个虚拟图形终端上；
多对一绑定，多个窗口实例显示在单个虚拟图形终端上。
优选的，所述步骤1.3中，虚拟图形终端的属性包括屏幕的长、宽，图像的分辨率、位深。
优选的，所述步骤2包括：
步骤2.1：构建虚拟图形终端上下文资源；
步骤2.2：多终端管理器、各虚拟图形终端消息汇总管理，进入预启动；
步骤2.3：多终端管理器与各远程图形终端之间通讯互联，交互图形化数据以及设备采集数据，更新目标系统多终端管理器及远程图形终端相关交互状态；
步骤2.4：图形化数据传输，虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端接收到数据后解释并显示绘制结果。
优选的，所述步骤2.1包括：
人体工学设备纳入非必须但重要资源，其余资源由虚拟图形终端在不影响基础图形交互的基础上自行分配；
图形显示基本模块、内部通讯协议纳入必须且重要资源，进行最基本的初始化以及连通测试。
优选的，所述步骤2.2中的所述预启动包括：
完成信息注册、互联确认，远程图形终端抽象成层，构建实际远程图形终端设备坐标，目标系统世界坐标、逻辑坐标的基本映射矩阵。
优选的，所述步骤2.3中：
图形化数据的格式由远程图形终端与多终端管理器协商确定，共同控制图形数据流的一致性，保证两端同步更新；
设备采集数据由用户交互操作产生，采取实时反馈，通讯全双工。
优选的，所述远程图形终端为远程简单图形终端，所述虚拟图形终端为虚拟简单图形终端。
根据本发明提供的一种多线程环境下支持多个远程图形终端的系统，包括：
多终端管理器：创建于多线程环境下，与远程图形终端互联；
若干虚拟图形终端：与远程图形终端的数量相等且一一对应；
窗口实例模块：至少一个所述窗口实例模块创建至目标系统；
其中，窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上；目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备；激活各远程图形终端，将虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端显示绘制结果并提供图形化交互环境。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、对软硬件资源需求低，降低了系统成本与功耗；
2、为多线程嵌入式操作系统提供了多终端图形显示支持，提高了嵌入式操作系统的应用能力；
3、在无操作系统终端(简单终端)上实现图形终端，扩展了嵌入式设备的应用场景，其可扩展能力延长了嵌入式产品的生存周期。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明步骤1的流程图；
图2为本发明步骤2的流程图；
图3为本发明窗口实例模块与虚拟简单图形终端一对一绑定的系统框图；
图4为本发明窗口实例模块与虚拟简单图形终端一对多绑定的系统框图；
图5为本发明窗口实例模块与虚拟简单图形终端多对一绑定的系统框图；
图6为本发明多终端管理器与远程简单图形终端的同步交互时序图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的一种多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，主要包括步骤：
步骤1：多线程环境下建立多终端管理器，与远程图形终端实现互联；
步骤2：激活各远程图形终端，提供图形化交互环境。
如图1所示，步骤1包括：
步骤1.1：为目标系统创建至少一个窗口实例模块，可动态加载、卸载至目标系统，为目标系统提供了伸缩性、封闭性、独立性。
伸缩性是指：用户可根据目标系统的资源使用情况，动态加载模块或卸载模块，以保证系统的性能；
封闭性是指：模块与模块之间相互独立，且可以以二进制形式提供，以支持模块源程序保密，可根据应用结构将应用划分为多个模块，各模块可并行开发；
独立性是指：目标图形系统与窗口程序的代码独立，动态加载模块创建窗口，动态卸载模块销毁窗口，目标系统为窗口实例提供模块化管理机制。
步骤1.2：在目标系统中创建多终端管理器，根据远程图形终端的数量，创建若干虚拟图形终端，与远程图形终端一一对应。
步骤1.3：根据远程图形终端的物理参数，配置虚拟图形终端的属性，包括屏幕的长、宽，图像的分辨率、位深等，并为每个虚拟图形终端分配独立的内存空间。
步骤1.4：窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上。
窗口实例模块与虚拟图形终端的绑定有如下三种：
如图3所示的一对一绑定：单个窗口实例显示在单个虚拟图形终端上、如图4所示的一对多绑定：单个窗口实例显示在多个虚拟图形终端上，以及如图5所示的多对一绑定：多个窗口实例显示在单个虚拟图形终端上。
步骤1.5：目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备。
如图2所示，步骤2包括：
步骤2.1：构建虚拟图形终端上下文资源。
人体工学设备纳入非必须但重要资源，其余资源由虚拟图形终端在不影响基础图形交互的基础上自行分配；
图形显示基本模块、内部通讯协议纳入必须且重要资源，进行最基本的初始化以及连通测试。
步骤2.2：多终端管理器、各虚拟图形终端消息汇总管理，进入预启动。
预启动类似"握手完成"状态，主要完成信息注册、互联确认,远程图形终端抽象成层，构建实际远程图形终端设备坐标，目标系统世界坐标、逻辑坐标的基本映射矩阵。
步骤2.3：如图6所示，多终端管理器与各远程图形终端之间通讯互联，交互图形化数据以及设备采集数据，更新目标系统多终端管理器及远程图形终端相关交互状态。
图形化数据的格式由远程图形终端与多终端管理器协商确定，此部分存在更新延迟，受网络带宽、传输速率影响，采取"生产者消费者"策略，多终端管理器与远程图形终端共同控制图形数据流的一致性，保证两端同步更新；
设备采集数据由用户交互操作产生，采取实时反馈，通讯全双工，能较好的保持两端同步。
步骤2.4：图形化数据传输，虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端接收到数据后解释并显示绘制结果。
在上述多线程环境下支持多个远程图形终端的方法的基础上，本发明还提供的一种多线程环境下支持多个远程图形终端的系统，包括：
多终端管理器：创建于多线程环境下，与远程图形终端互联；
若干虚拟图形终端：与远程图形终端的数量相等且一一对应；
窗口实例模块：至少一个所述窗口实例模块创建至目标系统；
其中，窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上；目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备；激活各远程图形终端，将虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端显示绘制结果并提供图形化交互环境。
在本发明中，远程图形终端为远程简单图形终端，虚拟图形终端为虚拟简单图形终端，简单终端即无操作系统终端。在简单终端上实现图形终端，扩展了嵌入式设备的应用场景，其可扩展能力延长了嵌入式产品的生存周期。
本发明针对嵌入式多线程操作系统上的多终端需求，提出一种以多线程目标系统作为主控模块，管理、控制多个远程图形终端显示、交互的解决方案，既兼顾嵌入式系统资源不充足的痛点，又有效地解决了对远端图形系统的管理、控制、交互等需求问题，充分契合轻量级嵌入式系统的要求。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，包括步骤：
步骤1：多线程环境下建立多终端管理器，与远程图形终端实现互联；
步骤2：激活各远程图形终端，提供图形化交互环境；
所述步骤1包括：
步骤1.1：为目标系统创建至少一个窗口实例模块；
步骤1.2：在目标系统中创建多终端管理器，根据远程图形终端的数量，创建若干虚拟图形终端，与远程图形终端一一对应；
步骤1.3：根据远程图形终端的物理参数，配置虚拟图形终端的属性，并为每个虚拟图形终端分配独立的内存空间；
步骤1.4：窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上；
步骤1.5：目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备；
所述步骤2包括：
步骤2.1：构建虚拟图形终端上下文资源；
步骤2.2：多终端管理器、各虚拟图形终端消息汇总管理，进入预启动；
步骤2.3：多终端管理器与各远程图形终端之间通讯互联，交互图形化数据以及设备采集数据，更新目标系统多终端管理器及远程图形终端相关交互状态；
步骤2.4：图形化数据传输，虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端接收到数据后解释并显示绘制结果。
2.根据权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，所述步骤1.4包括：
一对一绑定：单个窗口实例显示在单个虚拟图形终端上；
一对多绑定，单个窗口实例显示在多个虚拟图形终端上；
多对一绑定，多个窗口实例显示在单个虚拟图形终端上。
3.根据权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，所述步骤1.3中，虚拟图形终端的属性包括屏幕的长、宽，图像的分辨率、位深。
4.根据权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，所述步骤2.1包括：
人体工学设备纳入非必须但重要资源，其余资源由虚拟图形终端在不影响基础图形交互的基础上自行分配；
图形显示基本模块、内部通讯协议纳入必须且重要资源，进行最基本的初始化以及连通测试。
5.根据权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，所述步骤2.2中的所述预启动包括：
完成信息注册、互联确认，远程图形终端抽象成层，构建实际远程图形终端设备坐标，目标系统世界坐标、逻辑坐标的基本映射矩阵。
6.根据权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，所述步骤2.3中：
图形化数据的格式由远程图形终端与多终端管理器协商确定，共同控制图形数据流的一致性，保证两端同步更新；
设备采集数据由用户交互操作产生，采取实时反馈，通讯全双工。
7.根据权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法，其特征在于，所述远程图形终端为远程简单图形终端，所述虚拟图形终端为虚拟简单图形终端。
8.一种多线程环境下支持多个远程图形终端的系统，其特征在于，包括：
多终端管理器：创建于多线程环境下，与远程图形终端互联；
若干虚拟图形终端：与远程图形终端的数量相等且一一对应；
窗口实例模块：至少一个所述窗口实例模块创建至目标系统；
其中，窗口实例模块加载至目标系统，绑定在虚拟图形终端上；目标系统通过事件回调机制，执行窗口实例绘制，并将事件同步于多终端管理器，多终端管理器分发绘制结果至相应的虚拟图形终端设备；激活各远程图形终端，将虚拟图形终端设备收到的绘制结果发送至远程图形终端，远程图形终端显示绘制结果并提供图形化交互环境；
所述多线程环境下支持多个远程图形终端的系统执行权利要求1所述的多线程环境下支持多个远程图形终端的方法。
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