一、通用設計
1.1 架構
1.1.1 通信圖
下面的圖展示了SIP消息在PJSIP組件間從后端到前端如何傳遞的。
1.1.2 類圖
下面的圖顯示類視圖
1.2 Endpoint
SIP 協議棧的核心是SIP endpoint，它由透明的pjsip_endpoint的表示，endpoint具有下面的屬性和職責
l 內存儲工廠，為所有的SIP組件分配內存
l 具備定時器堆實列，為所有的SIP組件調度定時器
l 傳輸管理起實例，傳輸管理器負責傳輸SIP消息並且控制消息的解析和打印。
l 擁有單實例PJLIB io 隊列，IO隊列采用proactor模式分發事件。
l 提供了線程安全的輪詢功能，應用程序的線程能夠查詢定時器和socket事件（PJSIP自身不常見任何線程）
l 管理PJSIP模塊，PJSIP模塊主要以為着擴展SIP stack，而不僅僅限於消息的解析和打印。
l 從傳輸模塊接收SIP消息，並且分發到各個模塊中。
1.2.1 內存池分配和釋放
為了保證線程的安全性以及在整個應用中策略強一致性，所有的SIP內存都需要在endpoint中完成分配。比如：內存池緩存，未使用的內存被保留在以后使用而不是銷毀。
Endpoint提供下面的函數分配和釋放內存池
pjsip_endpt_create_pool()
pjsip_endpt_release_pool()
當endpoint被pjsip_endpt_create()創建時,應用一定要指明由endpoint使用的內存池工廠。在整個生命周期內Endpoint持有內存池工廠的指針，將來備用創建和釋放內存。
1.2.2 定時器管理
Endpoint 擁有一個獨立定時器堆實例，所有SIP組件的定時器創建和調度都需要通過endpoint 完成。Endpoint提供下面的函數管理定時器
pjsip_endpt_schedule_timer()
pjsip_endpt_cancel_timer()
endpoint的poll函數被調用時，檢查定時器是否過期。
1.2.3 輪詢棧
Endpoint 提供獨立的函數(pjsip_endpt_handle_events())為了檢查定時器和網絡事件的出現，應用可以指定准備等待多久去檢查事件的出現。
Pjsip 棧從不創建線程，整個棧的運行過程都依賴於應用所創建的線程，不管是API被調用或者是輪詢函數被調用。
輪詢功能優化等待時間依賴於定時器堆的內容，比如：當它找到定時器將在下個5S過期，他等待socket事件的時間，將不會比5S長，在無網絡事件出現時，應用程序等待超過5S是沒有必要的，當然每個平台的定時器的精度是不一樣的。
1.3 線程安全和線程的兼容性
1.3.1 線程安全
線程安全的討論是比較麻煩的事情，但是，幸運的是，下面的設計原則，在整個協議中的應用都保持了一致性。
對象一定是線程安全的，但是數據結構一定不是線程安全的。
看到這個主題，很自然的想到，對象和簡單數據結構的區別不是那么清晰，但是有一些例子可以提供，可能更明白寫。
數據結構的例子：
PJLIB的數據結構，比如：
l 鏈表、數組、哈希表、字符串、內存池。
l SIP消息的元素，URLs、header fields和SIP消息
這些數據結構並不是線程安全的，數據結構的線程安全由包含他們的對象保證。如果數據結構是線程安全的，將會嚴重的影響協議棧的性能並且消耗操作系統的資源。
相比之下，PJSIP的對象一定是線程安全的，比如：
l PJLIB 對象，比如ioqueue
l PJSIP 對象，比如： endpoint、transactions、dialogs等。
1.3.2 復雜性
更糟糕的是，一些對象在頭文件中暴露了他們的聲明（pjsip_transaction 和 pjsip_dialog）。
雖然API暴露可以保證線程的安全性，應用在訪問數據結構前，必須通過pj_mutex_lock獲取到對象的互斥鎖。
更糟糕的是，dialog暴露的不同的API鎖定dialog，應用程序應該調用pjsip_dlg_inc_lock和pjsip_dlg_dec_lock() 替代pj_mutex_lock和pj_mutex_unlock。兩種處理方式區別是：
Dialog的inc/dec保證了dialog將不會被銷毀在函數調用時。而pj_mutex_unlock會因為dialog銷毀了而導致層序crash。
考慮下面的例子：
pj_mutext_lock(dlg->mutex)
pjsip_dlg_end_session(dlg,…)
pj_mutex_unlock(dlg->mutex)
在上面的例子中，應用可能會crash，因為pjsip_dlg_end_session可能會銷毀dialog在某些情況下。例如：INVITE事務沒有被應答，事務會被馬上銷毀，導致dialog被立刻銷毀。Dialog
Inc/dec可以通過增加dialog的引用計數，防止這類情況的發生。再end_session時，dialog 不會被銷毀，dialog 可能會在dec_lock函數中被銷毀。所以正確的調用順序應該如下：
Pjsip_dlg_inc_lock(dlg)
Pjsip_dlg_end_session(dlg)
Pjsip_dlg_dec_lock
最最糟糕的是，鎖的調用順序一定是正確的，否則引起死鎖。比如：應用想去鎖dialog和dialog 的 transaction，應用必須獲得dialog mutex在獲取transaction mutex之前，否則當其他的線程以相反的順序拿鎖時，將會引起死鎖。
1.3.3 解決辦法
幸運的是，應用程序很少會直接獲取對象的鎖，所以上面的問題很少會發生。應用應該使用對象的API訪問對象，API會對象檢查，保證了lock的正確性，避免了死鎖和crash的產生。
應用程序的回調被對象調用，這些回調被調用時，對象的鎖已經獲取到了。所以應用能夠安全的獲取對象的數據結構，不必要獲取對象的鎖。