分阶段开发路线图
工程铁律： 任何性能优化不得以牺牲稳定性为代价；任何架构优化不得增加系统恢复复杂度。
本文档定义 EdgeX 的战略分阶段实施顺序。各阶段有明确前置条件：未完成 Phase 1，不得进入 Phase 3 性能优化；不得在稳定性封闭前优化确定性调度。
相关文档：
- 开发原则与验收标准 — 优先级与量化验收
- 版本发布门禁 — 每版本四道门禁
- 开发计划索引 — Q3/Q4 驱动与功能交付跟踪
- ScanEngine SLA 评估 — Phase A–D 技术任务拆分
路线图总览
Phase 1 稳定性闭环（必须完成）──────► ScanEngine 稳定运行时基础
│
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Phase 2 工业验证（非新功能）────────► 各协议联机 + 统一测试报告
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Phase 3 性能优化（稳定性封闭后）────► Pool / 零分配 / 自适应 / GC
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Phase 4 轻量化与可观测 ─────────────► HTTP/UI/日志诊断，无重型依赖
| Phase | 名称 | 性质 | 前置条件 |
|---|---|---|---|
| 1 | 稳定性闭环 | 必须完成 | — |
| 2 | 工业验证 | 验证为主 | Phase 1 出口 |
| 3 | 性能优化 | 优化 | Phase 1 封闭 |
| 4 | 轻量化与可观测 | 增强 | 可与 Phase 2/3 并行，不削弱 1 |
Phase 1 — 稳定性闭环（必须完成）
目标： 建立 ScanEngine 稳定运行时基础。仅当本阶段完成，ScanEngine 方可视为具备工业现场候选调度能力。
1.1 交付物
| 能力 | 说明 | 状态参考 |
|---|---|---|
| Driver Circuit Breaker | 每设备断路器，Open 快速失败 | circuit_breaker.go |
| Device Failure Isolation | 单设备故障不拖死同通道其他设备 | 串行/并行隔离测试 |
| Channel Failure Isolation | 单通道故障不扩散全局 | 多通道故障注入 |
| Retry + Cooldown | 失败重试与冷却期 | ScanTask 退避 |
| Adaptive Backoff | 自适应退避与降级 | interval×2、Degraded |
| Fault Recovery Verification | 断连恢复、HalfOpen、自动 Closed | E2E CB 测试 |
| E2E Fault Injection Tests | 故障传播、混合注入、长时 soak | integration/、fault/injector |
1.2 出口标准
- RELEASE_GATE — G-Stability 全部通过
- ScanEngine 诊断可观测 CB、lag、warnings
- 出口声明： 「ScanEngine 已具备稳定运行时基础」
1.3 与 SLA 评估 Phase A 的对应
技术任务细节见 SLA评估 — Phase A。路线图 Phase 1 与 SLA Phase A/B 稳定性部分对齐。
Phase 2 — 工业验证
性质： 不是新功能开发，是对已支持协议的工业级验证。
2.1 协议范围
| 协议 | 验证重点 |
|---|---|
| Modbus TCP | 多从站、块读、断网恢复 |
| Modbus RTU | 串口抖动、超时、从站离线 |
| OPC UA | 订阅/监控、断线重连、PLC 重启 |
| Siemens S7 | 连接生命周期、读写稳定性 |
| DL/T645 | 表计通信、异常帧 |
| BACnet | 多设备隔离、发现与读写 |
2.2 每协议必测场景
| 场景 | 说明 |
|---|---|
| 24h / 72h 长跑 | 按协议风险选择时长 |
| 网络断开恢复 | 拔线/防火墙/路由切换 |
| PLC 重启 | 设备侧重启后自动恢复采集 |
| 网络抖动 | 延迟波动、间歇丢包 |
| 超时 | 响应超时与 CB 联动 |
| 高丢包 | 极端网络下的隔离与恢复 |
2.3 交付物
- 统一测试报告（按协议 + 按场景汇总）— 使用 工业验证测试报告模板 填写归档
- 通过 G-Industrial
Phase 3 — 性能优化
前置条件： Phase 1 稳定性已封闭。本阶段为优化，不得破坏 Phase 1 隔离与恢复能力。
3.1 优化项
| 项 | 说明 |
|---|---|
| Object Pool | 热路径对象复用（如 scan point / shadow slice） |
| Zero Allocation | 调度热路径零分配 |
| Adaptive Batch | 自适应批量读 |
| Adaptive Scan Interval | 按设备画像动态间隔 |
| RTT Learning | EWMA RTT → 超时与 throttle |
| MTU Learning | 批量包大小探测 |
| GC Optimization | GC 监控与反压联动 |
3.2 约束
- 每项优化须通过 G-Performance 与稳定性回归
- 不得为性能取消 CB、串行队列或单一 ConnectionManager 恢复路径
- 不得在 Phase 1 未完成时推进确定性调度（EDF / hard jitter）作为上线承诺
3.3 工业定位说明
工业边缘网关以 统计 SLA 为 sufficient：
- P95/P99 Scan Lag、慢设备隔离、长时稳定、自动恢复
- 不将「scan interval 硬实时上限」作为 Phase 3 必达项（属长期可选，见 SLA Phase D）
Phase 4 — 轻量化与可观测
目标： 在不引入重量级监控依赖的前提下，满足现场运维与 SLA 巡检。
4.1 交付物
| 能力 | 说明 |
|---|---|
| HTTP Diagnostics | GET /diagnostics/scan-engine 等 JSON 端点 |
| JSON Diagnostics | 设备/通道/SLA warnings 结构化输出 |
| Web Dashboard | UI 轮询 diagnostics、通道监控 |
| Rolling Log | 结构化日志 + 通道 Event Log |
| Health API | 健康检查与 SLA 告警列表 |
4.2 约束
- 避免 Prometheus/Grafana/外部 TSDB 等强制依赖
- 诊断能力须满足 G-Lightweight
与 Q3/Q4 开发计划的关系
| 路线图 Phase | 开发计划 / SLA 对应 | |
|---|---|---|
| Phase 1 | ScanEngine 重构 + CB/隔离/E2E ✅ | SLA Phase A |
| Phase 2 | 联机测试方案、各驱动现场验收 — 进行中 | SLA Phase B（B5 部分） |
| Phase 3 | RTT/Gap 闭环、10k benchmark、GC gate、Shadow COW ✅ | SLA Phase B |
| Phase 4 | diagnostics UI、Event Log、sla_warnings ✅ | SLA Phase C |
具体驱动交付（ICE104 M2、libp2p 同步等）见 development_plan/index，不得抢占 Phase 1 稳定性优先级。
当前建议焦点（2026 Q3 末）
- Phase 2 工业验证队列：Modbus / OPC UA / S7 联机 24h/72h 报告优先
- ARMv7 板端 SLA 复验：
scripts/bench_armv7.sh+ P99 lag/drift 书面验证 - OpcUa/ENIP 重连统一：接入 ConnectionManager single-flight
- Q4 真实驱动 10k 压测：mock 基线 ~11.6k points/s 之上逐步逼近
当前状态（2026-07-04）
Q3 任务分解与验收见 Q3 采集优化方案 §11；SLA 达标见 SLA 评估。
主体交付完成
EdgeX 调度驱动南向采集 + 统计 SLA 主体已交付：
ScanEngine（EDF + CB + SLA metrics + adaptive throttle）
→ ExecutionLayer（Gap/MTU 块读 + 隔离 + 背压）
→ ShadowIngress → ShadowCore（COW SoT）
→ ShadowBridge/Pipeline 扇出 → WebSocket/REST/diagnostics
Q3 里程碑（2026-07）：统一数据面 ✅ · Scan Class + 块读闭环 ✅ · SLA Phase A–D 核心 ✅ · Shadow COW/Worker Pool ✅ · diagnostics 三通路 ✅
与 架构总览 一致：工业级候选调度器（≤10k tag 中小规模生产）。
与 Kepware 级工业标准的核心差距
| # | 差距 | 关联 Phase |
|---|---|---|
| 1 | 硬实时 cycle 保证 — 统计 P99 SLA 已承诺，非 PLC 级确定性 | SLA Phase D |
| 2 | OpcUa/ENIP 重连待迁移 — ConnectionManager single-flight | Phase 1 连接 Owner |
| 3 | Phase 2 工业验证 — 各协议 24h/72h 联机报告未全覆盖 | Phase 2 |
| 4 | ARMv7 板端 P99 — 脚本就绪，现场复验待完成 | Phase 3 / B-09 |
| 5 | 真实驱动 10k 压测 — mock 基线已建立，真机待 Q4 | Phase 3 |
稳定性优先：Phase 2 工业验证与板端 SLA 复验优先于 Q4 吞吐扩展。详见 SLA 评估 与 架构总览 §6。
下一步最高优先级
| 序 | 项 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | Phase 2 工业验证 | Modbus/OPC UA/S7 联机 24h/72h 报告 |
| 2 | ARMv7 板端 SLA | P99 lag <150ms、drift <80ms 复验 |
| 3 | OpcUa 重连统一 | ConnectionManager single-flight |
| 4 | Q4 真实驱动 10k | Modbus/OPC UA 真机压测报告 |