OPC UA SDK(C++)源码分析

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++)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

(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

新历史数据(HistoryUpdate)，方法调用(Call)。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 却没有在

3 单项分析

3.1 线程模型

OPC UA SDK 中大量采用了异步执行的模式，异步执行的基础是 OPC UA SDK

（C++）针对线程池、线程和任务的抽象，主要包括下图所示的四个类。

 UaThreadPool：线程池实现。

主要负责线程的创建和将任务（UaThreadPoolJob）分配给线程。当线程池

alt 根据请求不同进行转发

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

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。

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

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

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

class Serv er类图

Logical View ::OpcServer

Logical View ::

SessionManager、NodeManagerRoot、自定义 NodeManager 等核心对象，并

提供了一些服务器内部调用的 OPC UA 方法。

 UaModule:服务器模块管理接口

负责初始化、启动和停止服务器模块。

 UaServerApplicationModule:服务器应用模块管理接口

负责启动和停止服务器应用模块。

1) 主启动图