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一、背景
Link SDK（原名为 Link Kit SDK）是阿里云物联网平台提供的设施端软件开发工具包，可应用尽量少的硬件资源，简化开发过程，实现设施疾速接入阿里云物联网平台。目前 LinkSDK 曾经笼罩的开发语言 c、node.js、java、python、以及 android、ios 操作系统。（Link SDK 相干内容请点击文末浏览原文理解详情）
C LinkSDK 4.x 于 2020 年 5 月初版上线，作为 C LinkSDK 的主版本与物联网平台性能同步更新，目前曾经迭代近两年。在 4.x 推出之前，C LinkSDK 曾经迭代了三个大版本 1.x、2.x、3.x，这三版本有肯定的继承关系，可实现局部接口兼容。4.x 则是齐全的新版本，在接口上和之前的版本不再兼容。
为什么要推出新版本 4.x 呢？从性能及稳定性角度上看，3.x 都能够满足应用需要，推出 4.x 最次要的起因是改善资源开销及易用性问题。IoT 设施不同于互联网设施，碎片化问题很重大，为了 LinkSDK 利用范围广，在 3.x 提供了多种场景的接入办法及相干性能，从而导致接入硬件资源耗费大，进步了设施门槛；为了给 3.x 瘦身，咱们提供了配置项、代码抽取工具帮忙用户裁剪；最初后果就是，3.x 倒退胜利能丰盛、配置项多的一个大型 IoT 工具库，易用性反而降落了，进步了开发者应用门槛。因而，咱们决定研发 LinkSDK 4.x，以 低消耗、易移植、易使用 作为设计指标，帮忙设施疾速轻便的上云。
二、挑战
问题是客观存在的，IoT 设施的碎片化，局部设施资源无限，利用场景差别大。LinkSDK 4.x 设计，既要满足多场景疾速适配，又要用尽量少的硬件资源，还要满足能力定制化的需要。
- IoT 设施碎片化
IoT 设施品类多，跨度大，有小型的智能开关、中型的音响、大型的机器人；软件操作系统有 RTOS、linux、windows，有些低端设施都没有操作系统；硬件平台架构和主频跨度都很大； 跨平台运行能力 是一大挑战。 - IoT 设施资源受限
资源是设施的老本，有些 IoT 设施为节约老本，只有几十 K 的 rom，顾此失彼。在 IoT 畛域，大部分设施上应用的是 mqtt 协定，风行 mqtt 开源协定栈资源开销根本已大于 100K。如何让 资源受限设施上云，也是一大挑战。 - 实现接口易用
很多时候，开发成本也是设施老本的一个大头，做到接口易用也能够升高开发成本。但对于 SDK 来说，丰盛的利用场景，要求 SDK 肯定具备定制能力，可配置能力，如何解决 易用且反对定制，也是一大挑战。
三、设计及实现
3.1 碎片化问题解决
- 性能聚焦
LinkSDK 通过多年的倒退，咱们也明确了少即是多的情理，保留次要的性能能力带给大部分用户好的接入体验。所以 4.x 在功能设计上聚焦设施与物联网平台交互性能，云端一体的能力建设。不再解决与具体环境或具体业务相干内容，如本地通信，本地存储，业务利用。 - 缩小依赖
4.x 设计只保留必要的零碎及网络接口，升高设施应用门槛。
互斥锁(可选)：保障接口的线程平安，无 OS 或只会单线程调用 LinkSDK 能够不实现。
时钟：用于计算心跳发送距离及重发逻辑
内存：用于动态内存申请，能够节俭内存(RAM) 应用
随机数：用于建连，减少随机数进步传输平安
TCP：用于连云时的网络操作
3.2 资源受限问题解决
- 能力原子化，反对裁剪
LinkSDK 除外围模块，其它性能封装成独立的组件，组件反对裁剪。在下载是基于可视化裁剪工具，零门槛实现裁剪。裁剪后，若只保留外围模块，可降至 30K 左右的 rom 耗费； - 自建简节尺寸小的根底库
自研实现 mqtt 协定栈、http 协定栈、json 解析库，实现资源开销方面业内当先。 - 内存遵循应用时申请准则
SDK 实现根本不应用动态变量及全局变量，保障模块独立同时防止不要的内存耗费； - 提供 mcu+ 模组上云计划
对于一些极其资源受限的设施，提供协定栈跑在模组上的计划，进一步升高连云对 mcu 资源需要。
3.3 易用性问题解决
3.3.1 下载阶段(定制化)：
提供可视化 SDK 定制下载，用户下载 LinkSDK 时，能够通过简介疾速理解组件性能，仅抉择本人须要的性能，防止不必要的资源耗费；
3.3.2 移植阶段：
缩小移植接口 ：
移植形象目前接口已缩减至 15 个(4 个可选实现)，移植难度大幅升高；
罕用零碎免移植 ：
提供 posix、linux、freertos 等罕用环境移植实现，用户可间接应用，免移植；
免 mbedtls 移植 ：
已基于移植形象接口实现 mbedtls 开源库适配，用户不用关怀 mbedtls 移植；
提供 AT 驱动框架 ：
对于 MCU+ 通信模组接入形式，基于 AT 驱动框架能够疾速开发模组驱动，用户只须要定义好 AT 指令格局，AT 驱动框架会实现指令协定栈实现，以及实现模组驱动与 LinkSDK 移植形象接口的适配工作。
提供移植验证工具 ：
用户移植后，应用移植验证工具验证是否移植胜利。
3.3.3 开发阶段：
晋升 api 易用性：
- 清晰的软件框架，只有外围模块和高级组件两层架构，易了解。
- 保持一致的观感和应用体验, 包含文件布局, API 格调, 编码格调等
- 欠缺的配套阐明，官网文档介绍应用流程，API 具体应用（https://gaic.alicdn.com/ztms/…）
提供可视化低代码开发工具 ：
用户应用物模型进行业务开发时，LinkSDK 只提供了根底的属性上报、属性设置、事件上报、服务调用接口。然而具体是什么样的属性、事件、服务解决，须要用户本人解决。可视化低代码开发工具，能够依据不同的产品物模型，主动生成对应物模型的具体代码。
工具入口：控制台 –> 抉择产品 –> 性能定义 –> 生成设施端代码。
3.4 LinkSDK 4.x 软件主体架构
- 外围组件: 最重要的连云局部, 其内容是固定和精简的(因而不存在如何增删), 其接口也是充沛丰盛和细粒度的
- 下层组件: 所有外围之外的能力, 都原子化拆分, 造成互相独立, 互相拆散的平级下层组件
- 内部工具: 第三方软件库, 不是 SDK 的内容, 目前仅有 mbedtls
四、应用示例
连贯物联网平台须要具备公网连贯的能力，依据网络连接的类型，大抵能够分为四种接入形式。
直连设施：直连设施本人具备公网 IP，间接集成 LinkSDK 即可实现接入。
子设施与网关设施：子设施无公网 IP，通过局域网与网关通信，由网关代理上云，网关需集成集成 LinkSDK。
MCU+ 通用模组设施：对于无公网 IP 的 MCU，通过模组的 TCP/TLS 能力上云。
MCU+ 云模组设施：云模组已集成 LinkSDK，MCU 可通过简略的 AT 指令实现接入。
上面以 ubuntu 作为虚构直连设施为例，介绍 LinkSDK 的应用过程。
- 定制化下载 SDK 后，解压，进入 SDK 根目录
- 抉择一个 demo，此处以 mqtt 的根底性能 demo 为例，演示 demo 应用。
关上 demo 源码(./demos/mqtt_basic_demo.c)，批改设施的认证信息及接入点信息，保留。 - 编译 make，完结后查看输入文件 output/
- 运行 demo，./output/mqtt-basic-demo，demo 会主动实现建连及音讯收发，流程如下。
- 摸索体验更多功能，能够先查看性能列表，再从 demos 都能找到对应的 demo 体验。
五、性能列表
5.1 外围模块
5.2 高级组件
六、结束语
LinkSDK 4.x 设计准则遵循低消耗、易移植、易使用，反对细粒度的性能裁剪，次要满足中小型的嵌入式设施的应用需要。对于一些中大型的设施，如 IPC、机器人、网关等，它们对资源不那么敏感，大多也应用 linux 零碎，不须要移植。往往对性能丰富性、易用性、性能有要求。对此，咱们也在研发针对中大型设施应用的 LinkSDK 5.x，进一步提高接口的易用性，性能的丰富性，以及更高的性能，或将于下半年公布，纵情期待。
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