簡述物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備OTA軟件升級(jí)之：完全升級(jí)和增量升級(jí)

各位看官好，上一篇文章我們聊了一下關(guān)于 OTA 升級(jí)過程中，新的軟件包是如何從開發(fā)者的電腦上，安全的下載到嵌入式設(shè)備中的。

這個(gè)流程似乎很簡單，不就是下載一個(gè)文件而已嘛，怎么還值得寫成一篇文章呢？

其實(shí)這不僅僅是下載文件這么簡單，這其中涉及到如何對(duì)眾多的終端設(shè)備進(jìn)行批量升級(jí)的策略問題。

如果你親自在 AWS 的平臺(tái)上操刀一次，就知道這其中有很多細(xì)節(jié)問題是需要考慮的。

一失足成千古恨哪！一旦設(shè)備升級(jí)策略忽略了一個(gè)小細(xì)節(jié)，也許某一天就是我們的深淵！

包括產(chǎn)品的生產(chǎn)過程也是如此，那些踩過的坑，真是一把鼻涕一把淚，這個(gè)問題后面有時(shí)間專門寫一篇。

今天，我們繼續(xù) OTA 升級(jí)過程中后續(xù)的階段。

還記得我們之前的假設(shè)嗎？

設(shè)備中正在執(zhí)行的 V1 版本的程序，包括這 3 個(gè)文件，它們位于文件系統(tǒng)中的 /root/app 目錄下：

main： 主程序;

config.ini： 配置文件（包括一個(gè)配置項(xiàng)：version=V1_0）;

mylib.so： 實(shí)現(xiàn)了某個(gè)算法的動(dòng)態(tài)庫，被 main 程序調(diào)用;

現(xiàn)在，新的版本 V2 優(yōu)化了算法，壓縮包名稱是 app_V2.0.tgz，其中包括文件：

main： 沒有變化;

config.ini： 配置項(xiàng)修改了：version=V2_0;

mylib.so： 優(yōu)化了算法，主要就是想升級(jí)這個(gè)動(dòng)態(tài)庫;

upgrade.sh： 一個(gè)腳本程序，新增的文件;

升級(jí)包 app_V2.0.tgz 已經(jīng)被下載到設(shè)備本地的文件系統(tǒng)中了，假設(shè)解壓到目錄 /root/upgrade 中。

現(xiàn)在需要做的事情就是：新版本程序，去替代 /root/app 目錄中的舊版本程序。

upgrade.sh 升級(jí)腳本

我們首先要明白一個(gè)問題：執(zhí)行升級(jí)指令、下載壓縮包，都是此刻正在執(zhí)行的 main 程序來執(zhí)行的。

如果把復(fù)制替換的操作也讓 main 程序來執(zhí)行的話，肯定是會(huì)出問題的：它不可能去復(fù)制一個(gè)新的 main 文件，來把自己替換掉！

寫過單片機(jī)程序的小伙伴肯定都知道：當(dāng)新的固件下載到 flash 之后，一般都是重新啟動(dòng)設(shè)備，然后由 bootloader 來執(zhí)行具體的文件復(fù)制操作。

那么對(duì)于帶有文件系統(tǒng)的設(shè)備來說，也可以模仿類似的操作方式。

比如：當(dāng)設(shè)備重新啟動(dòng)后，當(dāng)執(zhí)行 /etc/rc.local 時(shí)，此時(shí) main 應(yīng)用程序還沒有啟動(dòng)。

此時(shí)就可以在 rc.local 這個(gè)文件中去做升級(jí)操作。

但是這樣的方式，相當(dāng)于是輕微的侵入了操作系統(tǒng)，總感覺這樣做不太好。

此刻， upgrade.sh 升級(jí)腳本開始登場了！

這個(gè)腳本文件的主要作用就是用來控制升級(jí)過程。

這里隱藏這一個(gè)很重要的思想：upgrade.sh 是放在升級(jí)包中的，它并沒有固化在終端設(shè)備中。

這樣的話，每次執(zhí)行升級(jí)任務(wù)時(shí)，都可以根據(jù)本次的升級(jí)需要，來靈活的編寫升級(jí)腳本。

換句話說：只要能保證升級(jí)的通道沒有問題，那么升級(jí)的過程就完全由這個(gè)腳本文件來控制，你想怎么搞，就怎么搞！

完全升級(jí)

所謂的完全升級(jí)，就是把舊版本的程序全部丟棄，把升級(jí)包中的新程序全部復(fù)制過去。

此時(shí)，升級(jí)腳本文件 upgrade.sh 就完成下面這幾個(gè)主要工作：

停止（kill）當(dāng)前正在執(zhí)行的 V1.0 版本的程序;

刪除 /root/app 目錄下的所有舊文件;

把升級(jí)包中所有的新版本文件 /root/upgrade/* 復(fù)制到 /root/app 目錄下;

這樣的完全升級(jí)方式是最無腦、最粗魯?shù)摹?/p>

當(dāng)然，還有一些細(xì)節(jié)問題是需要考慮的。比如：如果復(fù)制文件過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤怎么辦？

還有一點(diǎn)，既然剛才提到了配置文件 config.ini，不知您是否會(huì)有這樣一個(gè)疑問：

如果配置信息被用戶修改了，那么升級(jí)之后，所有的配置信息又被恢復(fù)為默認(rèn)值了，用戶的私人配置信息全丟了怎么辦？

關(guān)于這個(gè)問題，我們就繼續(xù)來聊一下增量升級(jí)！

增量升級(jí)

所謂的增量升級(jí)：就是升級(jí)時(shí)并不會(huì)把所有的文件全部進(jìn)行替換，而只是替換那些需要更新的文件。

對(duì)于我們假設(shè)的升級(jí)場景，只需要做 2 件事情：

替換 mylib.so 庫文件;

把配置文件 config.ini 中的版本字段修改為：version=V2_0;

同樣的，所有的升級(jí)過程仍然是寫在 upgrade.sh 這個(gè)升級(jí)腳本中：

停止（kill）當(dāng)前正在執(zhí)行的 V1.0 版本的程序;

把 /root/upgrade/mylib.so 文件復(fù)制到 /root/app 目錄下;

使用 sed 命令來修改 config.ini 文件中的 version 字段;

PS：此時(shí)升級(jí)包中，只需要包含必要的文件就可以了，不需要把其他用不到的文件也放進(jìn)去了。

從我描述的文字來看，似乎完全升級(jí)和增量升級(jí)差別不大。

這是因?yàn)檫@里的示例太簡單，如果是一個(gè)比較復(fù)雜的、有多個(gè)模塊相互配合的應(yīng)用程序，增量升級(jí)的優(yōu)勢(shì)就明顯了。

關(guān)于 OTA 升級(jí)過程，就先說這么多了，主要是以思想為主，畢竟每一個(gè)項(xiàng)目的需求場景是不一樣的，從大方向上明白 OTA 的升級(jí)過程就可以了。

One more thing

后臺(tái)提供一個(gè)很多年前項(xiàng)目中的升級(jí)腳本文件模板。

作者｜道哥

轉(zhuǎn)自｜IOT物聯(lián)網(wǎng)小鎮(zhèn)

編輯：jq