📚 课程目录第2章服务接口定义与部署

2. 服务接口定义与部署

任务说明

本案例目标是在AUTOSAR Adaptive Platform（AP）环境中，为一个名为VehicleSpeed的服务定义包含方法（Method）和事件（Event）的接口，并将该服务接口部署到服务进程中。最终交付物为：ara::com服务接口定义（C++头文件）、服务实现骨架、服务部署清单（JSON），以及对应的构建与运行验证方式。

1. 服务接口定义

服务接口采用AUTOSAR AP的C++绑定（ara::com）。定义两个方法：GetSpeed（获取当前车速）和SetSpeedSource（设置速度来源），以及一个事件SpeedUpdate（周期性发布车速更新）。

// vehicle_speed_service_interface.hpp
#ifndef VEHICLE_SPEED_SERVICE_INTERFACE_HPP_
#define VEHICLE_SPEED_SERVICE_INTERFACE_HPP_

#include <cstdint>
#include <string>
#include "ara/com/types.h"

namespace ara {
namespace com {

// 方法：获取当前车速
class GetSpeed {
public:
    struct Output {
        std::uint32_t speed_kph;  // 车速，单位 km/h
    };
    using Input = ara::com::Empty;
};

// 方法：设置速度来源
class SetSpeedSource {
public:
    struct Input {
        std::string source;  // 来源标识，如 "CAN" / "SIM"
    };
    struct Output {
        bool success;  // 是否设置成功
    };
};

// 事件：车速更新
class SpeedUpdate {
public:
    struct SampleType {
        std::uint32_t speed_kph;
        std::uint64_t timestamp_ms;
    };
};

// 服务接口定义
class VehicleSpeedService {
public:
    using GetSpeedMethod = ara::com::Method<GetSpeed::Output, GetSpeed::Input>;
    using SetSpeedSourceMethod = ara::com::Method<SetSpeedSource::Output, SetSpeedSource::Input>;
    using SpeedUpdateEvent = ara::com::Event<SpeedUpdate::SampleType>;

    static constexpr char const* kServiceName = "VehicleSpeed";
};

}  // namespace com
}  // namespace ara

#endif  // VEHICLE_SPEED_SERVICE_INTERFACE_HPP_

2. 服务实现骨架

以下代码实现服务进程中的核心逻辑：维护当前车速值，提供方法处理，并周期性触发事件更新。为保持最小可复现，使用一个简单线程模拟速度源。

// vehicle_speed_service_impl.cpp
#include <thread>
#include <chrono>
#include <atomic>
#include <iostream>
#include "vehicle_speed_service_interface.hpp"

using namespace ara::com;

class VehicleSpeedServiceImpl {
public:
    VehicleSpeedServiceImpl()
        : current_speed_(0), running_(true) {}

    void Init() {
        // 注册方法处理
        get_speed_handler_ = [this](const GetSpeed::Input& in, GetSpeed::Output& out) {
            (void)in;
            out.speed_kph = current_speed_.load();
        };

        set_source_handler_ = [this](const SetSpeedSource::Input& in, SetSpeedSource::Output& out) {
            if (in.source == "CAN" || in.source == "SIM") {
                source_ = in.source;
                out.success = true;
            } else {
                out.success = false;
            }
        };

        // 启动事件发布线程
        event_thread_ = std::thread([this]() {
            while (running_) {
                std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(100));
                if (source_ == "SIM") {
                    current_speed_ += 1;  // 模拟速度递增
                }
                SpeedUpdate::SampleType sample;
                sample.speed_kph = current_speed_.load();
                sample.timestamp_ms = std::chrono::duration_cast<std::chrono::milliseconds>(
                    std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch()).count();
                // 实际部署时通过 proxy 或 skeleton 发布事件
                // 此处仅演示数据生成逻辑
                last_sample_ = sample;
            }
        });
    }

    void Stop() {
        running_ = false;
        if (event_thread_.joinable()) {
            event_thread_.join();
        }
    }

    // 供验证使用：获取最近一次事件样本
    SpeedUpdate::SampleType GetLastSample() const { return last_sample_; }

private:
    std::atomic<std::uint32_t> current_speed_;
    std::atomic<bool> running_;
    std::string source_ = "SIM";
    std::thread event_thread_;
    SpeedUpdate::SampleType last_sample_;
    std::function<void(const GetSpeed::Input&, GetSpeed::Output&)> get_speed_handler_;
    std::function<void(const SetSpeedSource::Input&, SetSpeedSource::Output&)> set_source_handler_;
};

// 主函数：演示服务生命周期
int main() {
    VehicleSpeedServiceImpl service;
    service.Init();

    // 模拟调用 GetSpeed 方法
    GetSpeed::Input in;
    GetSpeed::Output out;
    // 实际部署时通过 skeleton 的 dispatch 调用
    // 此处直接调用内部逻辑验证
    std::cout << "Service started. Press Enter to stop." << std::endl;
    std::cin.get();

    service.Stop();
    return 0;
}

3. 服务部署清单

在AP中，服务部署通过JSON清单描述服务实例与进程的绑定关系。以下为最小部署配置：

{
  "service_instances": [
    {
      "service_id": "VehicleSpeed",
      "instance_id": 1,
      "methods": [
        {
          "name": "GetSpeed",
          "type": "method"
        },
        {
          "name": "SetSpeedSource",
          "type": "method"
        }
      ],
      "events": [
        {
          "name": "SpeedUpdate",
          "type": "event"
        }
      ],
      "deployment": {
        "process": "VehicleSpeedServiceProcess",
        "communication": "someip",
        "network": "eth0"
      }
    }
  ]
}

4. 构建与运行

依赖：AUTOSAR AP实现（如Adaptive AUTOSAR官方栈或商业实现）、C++14及以上编译器、CMake。构建命令：

g++ -std=c++14 -I./ vehicle_speed_service_impl.cpp -o vehicle_speed_service -lpthread

运行：

./vehicle_speed_service

5. 验证方法与判定标准

本案例代码为教学演示，未接入完整ara::com运行时。验证分为两层：

编译验证：上述命令应无错误编译通过，生成可执行文件。
逻辑验证：运行程序后，观察控制台输出“Service started”，程序保持运行；按Enter后正常退出。若接入真实AP运行时，可通过ara::com proxy调用GetSpeed方法，返回值应等于当前模拟速度；订阅SpeedUpdate事件，应每100ms收到一次包含递增速度值的样本。

判定标准：编译无错误；程序能启动并响应Enter退出；若在完整AP环境中，方法调用返回有效速度值，事件订阅能周期性收到数据，即判定通过。