5. 实现架构

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。

开发优先级与验收标准见 开发原则与验收标准。

2026-06-30 更新：采集调度已由 ScanEngine 调度驱动内核 统一实现，详见 docs/TODO/ScanEngine重构方案.md 与 docs/edge/边缘网关架构设计总览.md。

5.1 核心组件

组件	代码位置	职责
ScanEngine	scan_engine.go, scan_engine_compat.go	10ms Tick、PriorityQueue、ScanTask 状态机、防饿死、失败退避
ExecutionLayer	execution_layer.go	Serial / Parallel / Limited 三路分发
SerialQueueManager	serial_queue_manager.go	每 deviceKey / 共享 channel 一 worker，硬隔离
BackpressureController	backpressure_controller.go	全局 512 / 单设备 8 / 1000 req/s
ResourceController	resource_controller.go	Goroutine / Connection 全局限额
ChannelManager	channel_manager.go	CRUD + ScanEngineAdapter + finalizeScanCollect
ConnectionManager	driver/connection_manager.go	唯一 dial Owner；EnsureConnected / ScheduleReconnect
RTTManager	rtt_manager.go	RTT 统计与 EWMA（读路径闭环待 Q3）
MTUManager	mtu_manager.go	MTU 动态协商
GapOptimizer	gap_optimizer.go	Gap 合并策略（ExecutionLayer 消费待 Q3）
CollectionScheduler	—	已移除，由 ScanEngine 替代
DeviceAdapterManager	—	画像算法保留为独立模块，调度归 ScanEngine

5.2 数据流

EdgeX V2.0 架构 · ScanEngine 统一调度：12 种南向驱动经 ScanEngine 写入影子设备实时快照，再联通虚拟设备、边缘计算与北向接口。

5.2.1 调度闭环（南向采集）

ScanEngine.processReadyTasks()
  → ExecutionLayer.Execute(task)
      → SerialQueueManager | ParallelExecutor
      → Driver.ReadPoints() [ConnectionManager 保障连接]
  → ShadowCore.WriteShadowDevice()
  → updateTaskState() + finalizeScanCollect()
  → 任务重新入 PriorityQueue

5.2.2 扇出路径

ShadowCore → ShadowBridge → DataPipeline
  → EdgeComputeManager / NorthboundManager / DeviceStorageManager

5.2.3 参数调整流程（目标态，Q3-B）

1. ScanEngine Execute 后更新 RTT 画像（UpdateDeviceRTT）
2. ExecutionLayer 读前 consult GapOptimizer / MTU 分片
3. 失败退避由 ScanEngine updateTaskState 统一处理，不在 Driver 内 retry

5.3 多协议支持

5.3.1 ExecutionLayer 执行模式

执行模式	协议示例	策略
Serial	modbus-*, dlt645, omron-fins	SerialQueueManager + channelMu
Parallel	opc-ua, http, mqtt	WorkerPool + BackpressureController
Limited	s7, bacnet-ip, ethernet-ip	低并发串行读

5.3.2 Driver 约束

所有 Driver 实现统一接口 ReadPoints / WritePoint / Connect / Health，禁止内部 ticker、goroutine、retry loop、独立连接管理。链路级重连统一经 Transport → ConnectionManager。

5.3.3 协议差异处理

协议	特有参数	适配策略
Modbus	从站地址、功能码、寄存器范围	批量读取优化、帧间隔调整、RTT自适应、MTU协商
BACnet	对象ID、属性ID	批量读属性、COV订阅、RTT自适应
S7	DB块、数据类型、偏移量	批量读取、数据块优化、MTU协商
OPC UA	节点ID、采样间隔	订阅优化、批处理、RTT自适应
Serial	波特率、奇偶校验、停止位	串口参数调整、缓冲区管理、RTT自适应