用于处理消息与订阅信息方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信息处理。特别地，本发明涉及处理消息与订阅信息方法和系统。更 特别地，本发明涉及在物联网中处理消息与订阅信息方法和系统。
【背景技术】
[0002] 随着信息技术的发展，网络技术也不断发展。当前，存在着多种类型的网络，例如 因特网、物联网、车联网、等等。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，特指物物相连的 网络。具体地，物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID)技术、全球 定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监 控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信 息，与互联网结合形成的一个巨大网络。物联网目的是实现物与物、物与人、所有的物品与 网络的连接，W方便识别、管理和控制。
[0003] 图1示出了物联网的架构示意图，其中物联网包括应用、应用基础架构 (Application Infrast;ruc1:ure)、广域网（Wide Area 化twork)、接入网络（Access 化twork)和传感网络（Sensor Network),传感网络由多个传感器设备构成，传感器设备 从外界收集数据信息，通过广域网传输到应用基础架构。应用基础架构包括信息数据 库和应用网关（Application gateway)。信息数据库用于存储所获得的信息，应用网关 (application gateway)用于数据的过滤和分发（发布（publish))。应用可W向应用网关 发出请求W获取其需要的信息，即订阅（subscribe)。送就是所谓的发布/订阅模式（pub/ sub模式）。
[0004] 目前的发布/订阅主要包括基于主题（Topic)的发布/订阅W及基于内容的发布 /订阅。在基于主题的发布/订阅中，消息被发布到主题或命名通道上。订阅者将收到其订 阅的主题上的所有消息，并且所有订阅同一主题的订阅者将接收到同样的消息。在基于内 容的系统中，订阅者定义订阅信息，即其感兴趣的消息的条件（规则），只有当消息的属性 或内容满足订阅者定义的条件（规则）时，消息才会被投递到该订阅者。由于基于内容的 发布/订阅比基于主题的更加灵活，因此基于内容的发布/订阅被广泛地应用于物联网领 域。
[0005] 由于物联网中的数据量非常大，而且每一条数据都要进行规则集合的匹配，送对 应用网关中的订阅信息及消息的处理提出了很高的要求。此外，本领域技术人员能够理解， 对于其它类型的网络（例如因特网等），也同样存在着发布/订阅机制。由于网络中的数据 量越来越大，对于在送些网络中的订阅信息和消息的处理也提出了越来越高的要求。
[0006] 在基于内容的发布/订阅中，订阅信息中的规则可W分解成谓词的组合。所谓谓 词即为规则的最小可分组成单元。例如，可W定义如下的订阅信息：
[0007] (Pressure〉30)&(Status = "st 油 le")
[0008] 其中订阅信息中的规则是由两条谓词构成的谓词集合，其中两条谓词分别是：
[0009] 谓词1 :Pressure〉3〇 (表不压力大于3〇);
[0010] 谓词2:Status = "St油le"(表示状态为"稳定的"）。
[0011] 而满足W上两条谓词的所有消息会被分配到特定的消息队列中。
[0012] 例如，对于物联网，为了处理消息与订阅信息，在现有技术中提出了一种称为 "测试网"的方法（例如，参见 G. Li, S.Hou, and H.A. Jacobsen, A unified approach to routing, covering and merging in publish/subscribe systems based on modi円ed bin曰ry decision di曰grams. Proceedings of the 25th IEEE Intern曰tion曰1 Conference on Distributed Computing Systems(ICSCS'0f5))。图 2不出了现有技术的。测试网"方 法的基本原理。在该方法中，将谓词W及订阅信息编译成测试网，即树结构。树结构中的内 部节点（例如，testi、tests、tests)存储要被测试的谓词，而树结构的叶节点（例如subi、 sub2)表示订阅信息。在测试网方法中，每个订阅信息通过一个或多个叶节点来表示，并且 对应于在其树结构中该叶节点的分支从根节点起的所有谓词信息。对于物联网中的消息， 从树结构的根部起开始评估，并且遍历所有内部节点，W找到匹配的内部节点，从而获得匹 配的订阅信息。
[0013] 然而，该方法会消耗大量的存储空间，并且在插入新的订阅信息或更新订阅信息 时会非常复杂，并且花费大量的成本，该方法并不适于订阅信息快速变化的情况。然而，在 物联网领域，应用或移动用户会动态地提交大量不同的订阅信息，因而该方法很难适应物 联网技术的发展。
[0014] 此外，例如，对于物联网，在现有技术中还提出了一种称为"两阶段"的方法 (例女口，参见 Yanlei Diao ；Fischer, P. ；Franklin, M. J. ；To, R. ；YFiIter:Efficient and sc曰lable 円Itering of xml documents, Proceedings. 18th International Conference on Data化gineering，2002.)。图3示出了现有技术的"两阶段"方法的基本原理。在该方法 中，首先将来自用户的订阅信息分解成谓词集合，去除重复的谓词。然后，在第一阶段，对于 每一个输入的消息，基于谓词集合中的每一个谓词顺序地对消息进行评估，生成该消息的 谓词结果向量。谓词结果向量中的每一位分别对应于谓词集合中的相应的一个谓词。如果 所述消息命中谓词（即满足该谓词），则在该谓词结果向量中的对应位的值取一，反之则取 零。接下来，在第二阶段，针对所述谓词结果向量逐一地检查每个订阅信息，即遍历所有的 订阅信息，W获得匹配的订阅信息列表。在遍历过程中，对于一个订阅信息，如果该订阅信 息中的所有谓词在消息的谓词结果向量中的对应位的值均为1，则表示消息满足该订阅信 息中的所有谓词，即消息与该订阅信息匹配。
[0015] "两阶段"方法能够减少谓词评估的时间，并共享谓词评估的结果。然而，如果存在 大量的基于内容的订阅信息，由于需要评估的订阅信息的数量大，系统的性能W及吞吐量 将显著地下降。随着系统吞吐量的显著下降，将出现消息队列堵塞、消息队列堆积等现象， 物联网中的传感器无法根据其需要快速地发送数据。
[0016] 因此，需要有效地处理消息与订阅信息方法和系统（例如，在物联网中）W解决现 有技术中的上述问题。
【发明内容】
[0017] 本发明的发明人提出了解决现有技术中的至少一个问题的一种新技术。
[0018] 根据本发明的一个方面，提供一种用于处理订阅信息的方法，包括；获取一条或多 条第一订阅信息；将所述一条或多条第一订阅信息解析为谓词的第一集合，其中在所述第 一集合中的谓词不重复；基于所述第一集合中的谓词命中消息的可能性，针对所述第一集 合中的谓词W及所述第一订阅信息构建一个或多个树结构，其中包括根节点在内的所述树 结构中的内部节点代表谓词，所述树结构的叶节点代表所述订阅信息，在所述树结构中下 一级内部节点的谓词命中消息的可能性高于上一级内部节点的可能性，每个第一订阅信息 对应且仅对应于一个树结构中的一个叶节点，每个第一订阅信息对应于在其树结构中该叶 节点的分支从根节点起的所有谓词信息；W及存储所述一个或多个树结构W用于与消息进 行匹配。
[0019] 根据本发明的另一方面，提供一种将消息与订阅信息匹配的方法，包括：获取与订 阅信息相关联的树结构，其中所述订阅信息被解析为谓词集合，在所述谓词集合中的谓词 不重复，所述树结构是基于谓词集合中的谓词命中消息的可能性针对所述谓词集合中的谓 词W及所述订阅信息来构建的，包括根节点在内的所述树结构中的内部节点代表谓词，所 述树结构的叶节点代表所述订阅信息，在所述树结构中下一级内部节点的谓词命中消息的 可能性高于上一级内部节点的可能性，每个订阅信息对应且仅对应于一个树结构中的一个 叶节点，每个订阅信息对应于在其树结构中该叶节点的分支从根节点起的所有谓词信息； 获取消息；基于所述谓词集合评估所述消息，W获得谓词结果向量，所述谓词结果向量中的 每一元素分别对应于谓词集合中的相应的一个谓词；W及对于所述谓词结果向量中的每一 元素遍历树结构，W获得与所述消息匹配的订阅信息。
[0020] 根据本发明的又一方面，提供一种处理消息与订阅信息的方法，包括：获取消息； 动态地选择订阅信息优先模式W及谓词优先模式，W获得与所述消息匹配的订阅信息，其 中在所述订阅信息优先模式中：获取订阅信息；将所述订阅信息解析为谓词集合，其中在 所述集合中的谓词不重复；基于所生成的谓词集合评估所述消息，W获得谓词结果向量，所 述谓词结果向量中的每一元素分别对应于谓词集合中的相应的一个谓词；W及针对所述谓 词结果向量逐一地检查每个订阅信息，W获得与所述消息匹配的订阅信息；W及在所述谓 词优先模式中，利用上述方法将消息与订阅信息匹配。根据本发明的又一方面，提供一种 用于处理订阅信息的系统，包括：订阅信息获取单元，被配置为获取一条或多条第一订阅信 息；解析单元，被配置为将所述一条或多条第一订阅信息解析为谓词的第一集合，其中在 所述第一集合中的谓词不重复；树结构创建单元，被配置为基于所述第一集合中的谓词命 中消息的可能性，针对所述第一集合中的谓词W及所述第一订阅信息构建一个或多个树结 构，其中包括根节点在内的所述树结构中的内部节点代表谓词，所述树结构的叶节点代表 所述订阅信息，在所述树结构中下一级内部节点的谓词命中可能性高于上一级内部节点的 可能性，每个第一订阅信息对应且仅对应于一个树结构中的一个叶节点，每个第一订阅信 息对应于在其树结构中该叶节点的分支从根节点起的所有谓词信息；W及存储单元，被配 置为存储所述一个或多个树结构W用于与消息进行匹配。
[0021] 根据本发明的又一方面，提供一种用于将消息与订阅信息匹配的系统，包括：树结 构获取单元，被配置为获取与订阅信息相关联的树结构，其中所述订阅信息被解析为谓词 集合，在