《架构中的物联网》文章主要是记录我在学习和思考物联网架构设计中的思路。主要从架构设计的角度解析物联网业务场景的解决方式。这些解决方式不仅仅局限于物联网领域，我希望能够透过这些设计来看到架构背后的思想。

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业务场景

物联网领域中，设备的在线和离线是不可预知的。由于设备所在的网络环境复杂，甚至可能是极弱的网络条件。那么当我们需要读取当前的设备属性时，并不能保证一定可以读到。我们没有办法保证我们对设备的操作一定能够传达到设备中。那么在这种情况下如何保证我们服务的可靠性？

思路

我们如果对设计模式有一些了解，我们会发现有一种设计模式的思路很适合这个业务场景，那就是代理模式。既然我们无法保证操作自己的操作一定生效，那么我们就创建一个设备的代理，在物联网领域中，一般称之为设备影子（Device Shadow）。

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设计

那么我们如何来设计设备影子呢？或者说一个设备影子至少需要具备什么能力才能称之为设备影子？我们来梳理一下：

基本需求

• 设备影子至少要能缓存设备的状态，这个是基本的需求，也就是满足对设备“读”的需求。

• 设备影子需要能够处理针对设备的操作并保证最后生效，也就是满足对设备“写”的需求。

• 设备影子需要正确处理自身状态，保证和真实设备最终趋于一致。

架构

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基于我们得到的需求，我们设计了四个模块：

• 同步器：负责与真实设备的同步，主要是解决设备状态的下发和设备状态的检测。

• 接口层：供上层服务调用，和真实设备的接口一致，可拓展接口。也就是设备的代理。

• 处理引擎：负责保证设备真实状态和期望状态达成一致。保证设备影子和设备最终一致。

• 状态存储：包括设备状态和上层操作的存储，也就是真实状态和期望状态。

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总结

我们回过头来看，设备影子的架构符合了架构设计的以下原则：

• 低耦合：通过抽象屏蔽了真实业务的复杂性，将上层服务和真实设备解耦。

• 依赖抽象：上层服务不再依赖多变的真实设备，而是依赖可控的设备抽象。

通过这些原则，我们可以检查设备影子设计的优势。设备影子来源于真实的业务场景，目前被很多物联网架构所采用的。