应用于物联网业务平台的任务调度机制和方法技术

本发明专利技术公开了一种应用于物联网业务平台的任务调度机制和方法，该任务调度机制和方法涉及物联网业务平台中的任务分配与按优先级调度执行等。本发明专利技术提出了适应物联网业务平台的基于两级缓冲队列结构的任务处理机制。任务调度处理机制由任务接收与分配模块、第一级缓冲队列池、第二级缓冲队列池以及任务监听与调度模块协作完成。在任务监听与调度模块中，本发明专利技术提出了综合考虑任务截止期与任务价值两种特征参数的任务优先级算法IVDA（Integrated?Value?Deadline?Algorithm）。解决了传统调度算法无法兼顾任务实时性与关键性的问题，具有一定的实际使用价值。

【技术实现步骤摘要】
应用于物联网业务平台的任务调度系统和方法
本专利技术涉及应用软件开发与集成
，特别涉及一种应用于物联网业务平台的任务调度系统和方法。
技术介绍
物联网融合了无线传感、智能感知、识别、泛在网络与云计算等技术，被认为是信息产业领域的又一具有广阔前景的发展方向。物联网业务平台将原本相互孤立的物联网业务结合起来，提供全面的业务支持和服务，使得各种应用能够综合的利用资源与共享信息，极大的推动了物联网应用与发展。然而传统的任务处理机制往往针对任务的某一特征参数进行设计和任务处理，无法适应海量、异构的物联网任务对实时性与关键性的要求，因此如何设计一种适用于物联网业务平台的、高效合理的任务调度处理机制已经成为提升物联网业务平台处理能力的关键。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种应用于物联网业务平台的任务调度系统和方法，以求在综合考虑任务的截止期与价值的基础上动态的计算出任务的优先级值，合理的调度任务的执行，提升物联网业务平台的任务处理能力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术提出了一种适应物联网业务平台的任务调度系统，该任务调度系统是由任务接收与分配模块、第一级缓冲队列池、第二级缓冲队列池以及任务监听与调度模块协作组成。在任务监听与调度模块中，本专利技术提出了综合考虑任务截止期与任务价值两种特征参数的任务优先级算法IVDA(IntegratedValueDeadlineAlgorithm)，解决了传统调度算法无法兼顾任务实时性与关键性的问题。方法流程：(1)任务接收与分配模块：负责根据任务价值与截止期，将任务分配到不同的第一缓冲队列中。具体规则为：按价值将任务分配到第一级缓冲队列池BufferQueueFirst中的不同队列中，相同价值的任务被分配到相同的队列中，同时将相同价值的任务根据截止期时间依次入队，截止期早的任务先入队，截止期晚的后入队。按照上述规则完成任务入队后，同一个队列中的任务，具有相同的价值等级，队列中任务的排列按照截止期早晚排序。(2)第一级缓冲队列池：将不同的物联网任务归类划分为m个价值等级，对应的建立m个一级缓冲队列BufferQueueFirst<v>(1<＝v<＝m)，用户发送的任务请求依据任务的价值首先被存放在第一级接收队列里。我们将不同价值的任务放入不同的一级缓冲队列里，解决大量请求带来任务拥塞问题，将任务请求的压力分担到多个任务队列，降低系统处理出现瓶颈的可能性，提高平台的效率和可靠性。(3)第二级缓冲队列池：BufferQueueSecond<v>代表某个第二级缓冲队列，BufferQueueFirst<v>代表某个第一级缓冲队列，建立BufferQueueSecond<v>与BufferQueueFirst<v>一一映射关系。每个一级队列与其映射的二级队列为一组，共有m组队列，同组队列中存放的是具有相同价值等级的任务，任务监听与调度模块在将某第一级队列中的任务取出后，利用基于任务价值与截止期的优先级算法计算出优先级后，若任务的优先级值为非最大优先级时，会依据任务价值将该任务临时存储至其对应的第二级队列中，存放在第二级缓冲队列里的任务将参与下一次的优先级计算与比较。(4)任务监听与调度模块：负责实时的监听第一级、第二级缓冲队列中的任务，按照任务调度策略从队列中提取任务，调用优先级算法计算任务的优先级值，根据优先级的大小决定任务的执行与等待。任务监听与调度模块中的任务调度策略描述如下：步骤1：从缓冲队列中提取任务，对二级缓冲队列进行轮询：I.如果某二级缓冲队列里有任务，说明在上一轮轮询中，该队列的任务的优先级不是最高，取出队首任务，参与本轮优先级计算。II.如果某二级缓冲队列为空，说明在上一轮轮询中，该队列的任务的优先级最高，任务被执行。判断二级队列为空后，查询其映射关系对应的一级缓冲队列，判断其是否为空，若不为空，则取出该一级队列的队首任务。步骤2：确定任务参数取值，经过上述轮询后，从存有不同价值任务的m组队列中取出m个任务，比较这m个任务的截止期属性，这里我们依据其时间的毫秒值作为比较和计算对象，划分其截止期等级D＝{1,2,3,……m}，按照任务价值确定其价值等级V＝{1,2,3,……m}。步骤3：调用综合考虑任务截止期与任务价值两种特征参数的任务优先级算法IVDA算法，将参数带入如下算法公式，计算得到相应的优先级值P(V，D)。任务的优先级P按照下式计算:当V+D≤min(m,n)+1时If(V+D)％2＝0P(V,D)＝(V+D-1)*(V+D-2)/2+DElseP(V,D)＝(V+D-1)*(V+D-2)/2+V当V+D＞min(m,n)+1时If(i+j)％2＝0P(V,D)＝(m*n+1)-{[(m-V+1)+(n-D+1)-1]*[(m-V+1)+(n-D+1)-2]/2+(n-D+1)}ElseP(V,D)＝(m*n+1)-{[(m-V+1)+(n-D+1)-1]*[(m-V+1)+(n-D+1)-2]/2+(m-V+1)}其中V代表任务价值等级，D代任务截止期等级，m为任务价值区间数，n为截止期等级区间数。算法的调度原则是：任务的截止期越早并且价值越大，则任务的优先级越高，对应于公式中的P值越小，任务的优先级越高。步骤4：比较P(V，D)之间的值，值越小优先级越大，取优先级最大的任务task(V，D)，将该任务交给执行模块去执行相应的操作，其余的任务放入的其相应的第二级缓冲队列中，以供下次轮询计算使用。有益效果：1、本专利技术将任务请求的压力分担到多个任务队列，降低系统处理出现瓶颈的可能性，缓解了大量请求带来任务拥塞问题，提高平台的处理效率和可靠性。2、本专利技术避免因为为每一个任务分配优先级值，而造成的优先级值无限膨胀以及计算量庞大等问题，有效降低物联网业务平台的系统开销。3.本专利技术提出综合考虑任务截止期与任务价值两种特征参数的任务优先级算法IVDA(IntegratedValueDeadlineAlgorithm)，解决了传统调度算法无法兼顾任务实时性与关键性的问题，保证了任务的高效合理调度。附图说明图1是任务调度处理结构图。图2是两级缓冲队列映射关系图。图3是任务价值区间m＝5时对应的优先级矩阵图。图4是任务调度策略流程图。图5是第二级缓冲队列为空时任务调度图。图6是第二级缓冲队列不为空时任务调度图。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术创造作进一步的详细说明。1.实现任务处理机制的组成模块本专利技术提出了一种适应物联网业务平台的任务处理系统。如附图1所示，任务调度处理系统由任务接收与分配模块、第一级缓冲队列池、第二级缓冲队列池以及任务监听与调度模块协作组成。(1)任务接收与分配模块：负责根据任务价值与截止期，将任务分配到不同的第一缓冲队列中。具体规则：按价值将任务分配到第一级缓冲队列池BufferQueueFirst中的不同队列中，相同价值的任务被分配到相同的队列中。同时将相同价值的任务根据截止期时间依次入队，截止期早的任务先入队，截止期晚的后入队。按照上述规则完成任务入队后，同一个队列中的任务，具有相同的价值等级，队列中任务的排列按照截止期早晚排序。根据IVDA(Integ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于物联网业务平台的任务调度机制和方法，其特征在于：所述任务调度机制应用于物联网业务平台；任务调度机制是由任务接收与分配模块、第一级缓冲队列池、第二级缓冲队列池以及任务监听与调度模块协作组成；任务接收与分配模块：负责根据任务价值与截止期，将任务分配到不同的第一缓冲队列中；具体规则：按价值将任务分配到第一级缓冲队列池BufferQueueFirst中的不同队列中，相同价值的任务被分配到相同的队列中；同时将相同价值的任务根据截止期时间依次入队，截止期早的任务先入队，截止期晚的后入队；按照上述规则完成任务入队后，同一个队列中的任务，具有相同的价值等级，队列中任务的排列按照截止期早晚排序；第一级缓冲队列池：将不同的物联网应用归类划分为m个价值等级，对应的建立m个一级缓冲队列BufferQueueFirst(1代表某个第二级缓冲队列，BufferQueueFirst代表某个第一级缓冲队列，建立BufferQueueSecond与BufferQueueFirst一一映射关系；每个一级队列与其映射的二级队列为一组，共有m组队列，同组队列中存放的是具有相同价值等级的任务；任务监听与调度模块：负责实时的监听第一级、第二级缓冲队列中的任务，按照调度策略从队列中提取任务，调用综合考虑任务截止期与任务价值两种特征参数的优先级算法计算任务的优先级值，根据优先级的大小决定任务的执行与等待。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于物联网业务平台的任务调度系统，其特征在于：所述的任务调度系统是由任务接收与分配模块、第一级缓冲队列池、第二级缓冲队列池以及任务监听与调度模块协作组成；在任务监听与调度模块中，包含任务截止期与任务价值两种特征参数；任务接收与分配模块：负责根据任务价值与截止期，将任务分配到不同的第一缓冲队列中；具体规则：按价值将任务分配到第一级缓冲队列池BufferQueueFirst中的不同队列中，相同价值的任务被分配到相同的队列中；同时将相同价值的任务根据截止期时间依次入队，截止期早的任务先入队，截止期晚的后入队；按照上述规则完成任务入队后，同一个队列中的任务，具有相同的价值等级，队列中任务的排列按照截止期早晚排序；第一级缓冲队列池：将不同的物联网应用归类划分为m个价值等级，对应的建立m个第一级缓冲队列BufferQueueFirst<v>(1<＝v<＝m)，v代表该队列所存储任务的价值等级，用户发送的任务请求依据任务的价值首先被存放在第一级缓冲队列里；第二级缓冲队列池：BufferQueueSecond<v>代表某个第二级缓冲队列，BufferQueueFirst<v>代表某个第一级缓冲队列，建立BufferQueueSecond<v>与BufferQueueFirst<v>一一映射关系；每个一级队列与其映射的二级队列为一组，共有m组队列，同组队列中存放的是具有相同价值等级的任务；任务监听与调度模块：负责实时的监听第一级、第二级缓冲队列中的任务，按照调度策略从队列中提取任务，调用优先级算法计算任务的优先级值，根据优先级的大小决定任务的执行与等待；所述任务监听与调度模块中的任务调度策略包括：步骤1：从缓冲队列中提取任务；步骤2：确定任务参数取值；步骤3：计算任务优先级；步骤4：决策任务执行与等待。2.一种应用于物联网业务平台的任务调度系统的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：从缓冲队列中提取任务；对第二级缓冲队列进行轮询：I.如果某第二级缓冲队列...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海峰，孙晋军，王磊，张凤杰，陆阳阳，
申请(专利权)人：南京邮电大学，东南大学，
类型：发明
国别省市：