Algorithm and software implementation of real-time collaborative editing of graphical schemes using Socket.IO library

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

In the modern world, teamwork is becoming more and more common. Different participants may be in different places, but they still need to work together on the same project, including graphic diagrams. An important aspect of this approach is the ability to observe changes made by other participants in real time. This allows, first of all, to reduce the frequency of conflicts when simultaneously editing the same schema element. However, existing solutions for sharing data in real-time collaborative editing of graphical diagrams face a number of problems, such as delays in data transmission. The subject of research in this article is the development of a minimum viable web application that allows users to perform collaborative graphical editing of a canvas in real time. The object of the study is a model of the process of collaborative editing in real time, taking into account the resolution of emerging conflicts. The research methodology is based on a theoretical approach to identifying mathematical formulas that describe changes in the state of a document when it is jointly edited by users. The characteristics of the use of the HTTP and WebSocket protocols in multi-user client-server applications are given. To use the WebSocket protocol, the Socket.IO library is used. The application server is built using the Express framework. The authors' main contribution to the topic is a model of the real-time collaborative editing process, as well as a mechanism for detecting conflicts for any number of users and a conflict resolution function for each pair of conflicting changes when online collaborative editing of documents. Within the framework of this study, an algorithm for collaborative editing of graphic schemes in real time is additionally proposed and its implementation in the form of a software system is given. The algorithm proposed as a result of the study in the JavaScript programming language can be used as a basis for developing more rich web applications using the Socket.IO library and be the object of future research affecting multi-user interaction and real-time conflict resolution.

References

  1. Князев А. А., Кондратьев А. Н., Дубровский Н. С. Эволюция и особенности протокола HTTP // Инновационный потенциал развития общества: взгляд молодых ученых: сборник научных статей 4-й Всероссийской научной конференции перспективных разработок, Курск, 01 декабря 2023 года. – Курск: ЗАО «Университетская книга», 2023. – С. 176-178.
  2. Kovaliuk, D., Kovaliuk, O.O., Pinaieva, O., Kotyra, A., & Kalizhanova, A. (2019). Optimization of web-application performance. "em"Symposium on Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments (WILGA)"/em".
  3. Gursesli, M.C.; Selek, M.E.; Samur, M.O.; Duradoni, M.; Park, K.; Guazzini, A.; Lanatà, A. Design of Cloud-Based Real-Time Eye-Tracking Monitoring and Storage System. Algorithms 2023, 16, 355. https://doi.org/10.3390/a16070355
  4. Горчаков А. Я. Разработка клиентской архитектуры системы мгновенных сообщений по технологии WebSocket // Гагаринские чтения-2018: Сборник тезисов докладов XLIV Международной молодёжной научной конференции, Москва-Байконур-Ахтубинск, 17–20 апреля 2018 года. Том 2. – Москва-Байконур-Ахтубинск: Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 2018. – С. 209.
  5. Шабанов А. Э. Обзор библиотеки socket.io // Информационно-компьютерные технологии в экономике, образовании и социальной сфере. – 2022. – № 1(35). – С. 56-62.
  6. Царева Е. В. Разрешение конфликтных ситуаций при синхронизации многопользовательских online-приложений // Вестник Томского государственного университета. Управление, вычислительная техника и информатика. – 2016. – № 1(34). – С. 79-91.
  7. Чернышев Я. Р. Разработка и самостоятельный хостинг веб-приложения на основе фреймворка Express.js // Студенческая наука-взгляд в будущее: Материалы ХVIII Всероссийской студенческой научной конференции, Красноярск, 15–17 марта 2023 года. Том Часть 5. – Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2023. – С. 291-293.
  8. Karam, Sameer & Abdulrahman, Bikhtiyar. (2022). Using Socket.io Approach for Many-to-Many Bi-Directional Video Conferencing. AL-Rafidain Journal of Computer Sciences and Mathematics. 16. 81-86. 10.33899/csmj.2022.174411.
  9. Macklon, Finlay & Viggiato, Markos & Romanova, Natalia & Buzon, Chris & Paas, Dale & Bezemer, Cor-Paul. (2023). A Taxonomy of Testable HTML5 Canvas Issues. IEEE Transactions on Software Engineering. PP. 1-13. 10.1109/TSE.2023.3270740.
  10. Кочитов М. Е. Рисование компьютерной мышью на холсте веб-страницы браузера с помощью инструмента Canvas // Постулат. – 2019. – № 8(46). – С. 25.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».