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淺析多DM3數(shù)據(jù)庫(kù)體系及其互聯(lián)機(jī)制的策略
（作者未知） 2011/6/21
摘要:隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,企業(yè)的規(guī)模越來(lái)越大,其積累的信息也越來(lái)越多。存在著各部門所處理的信息多數(shù)只對(duì)本部門有效,僅有少數(shù)信息需給其它某些部門共享的問(wèn)題。這種信息的分布性和獨(dú)立性要求對(duì)所處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類,使各部門既能獨(dú)立地處理本部門大多數(shù)數(shù)據(jù),也使部門間能協(xié)調(diào)處理跨部門的事務(wù)。在這種情況下,對(duì)整個(gè)企業(yè)建立一個(gè)完全的緊密耦合的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是很困難的,也是沒(méi)必要的,特別是大型企業(yè),這樣的數(shù)據(jù)庫(kù)的效率往往是很低的。為解決這個(gè)問(wèn)題,我們采用以下策略:每個(gè)部門使用一套緊密耦合的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),而在存在跨部門事務(wù)處理的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)間用一個(gè)協(xié)調(diào)器聯(lián)起來(lái)。這樣就組成了一個(gè)橫跨整個(gè)企業(yè),各部門高度自治的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。本文主要介紹多DM3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)間的信息共享機(jī)制。
關(guān)鍵詞:DM3數(shù)據(jù)庫(kù);互聯(lián)機(jī)制;設(shè)計(jì)
多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的一個(gè)重要分支,是一個(gè)新興的數(shù)據(jù)庫(kù)研究領(lǐng)域。隨著企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,各部門所需信息既相互交錯(cuò),又相對(duì)獨(dú)立。這就要求各部門所用的數(shù)據(jù)庫(kù)既能高度自治地工作,又能進(jìn)行信息共享。
DM2是采用客戶/服務(wù)器模型,客戶機(jī)與服務(wù)器,服務(wù)器與服務(wù)器均通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互連,通過(guò)消息相互通訊,組成一個(gè)緊密耦合的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。它的工作流程如下:客戶機(jī)登錄到一臺(tái)服務(wù)器上,這臺(tái)服務(wù)器便成為它的代理服務(wù)器;它接收來(lái)自客戶機(jī)的消息,然后根據(jù)全局?jǐn)?shù)據(jù)字典決定是自己獨(dú)立完成該操作,還是與其它服務(wù)器協(xié)作處理這條消息,處理完成之后,再由代理服務(wù)器將處理結(jié)果返回給客戶機(jī)。由于DM2上各個(gè)服務(wù)器站點(diǎn)的全局字典完全相同,任何全局表的信息都會(huì)記入全局字典。若用它來(lái)構(gòu)建一個(gè)企業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),則大量只對(duì)企業(yè)某部門有用的信息將會(huì)充斥在各部門所有服務(wù)器的全局字典中,增加了冗余。而且,當(dāng)對(duì)全局表進(jìn)行DDL操作時(shí),為了確保全局字典的一致性,須對(duì)所有服務(wù)器的全局字典進(jìn)行加鎖。DM2對(duì)全局字典的封鎖方式是采用令牌環(huán)方式,即令牌繞虛環(huán)(非實(shí)環(huán))傳輸,某個(gè)服務(wù)器想對(duì)全局字典進(jìn)行操作,必須等令牌到達(dá)該服務(wù)器才可以執(zhí)行。每個(gè)部門建立的全局表絕大多數(shù)只對(duì)本部門有用,當(dāng)對(duì)這些表進(jìn)行DDL操作時(shí),卻要對(duì)所有服務(wù)器的全局字典進(jìn)行封鎖,通過(guò)令牌來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)全局字典的互斥訪問(wèn)。這嚴(yán)重?fù)p害了數(shù)據(jù)庫(kù)的效率。
為彌補(bǔ)以上不足,在DM2的改進(jìn)版本DM3中增加了協(xié)調(diào)器,用以聯(lián)接各個(gè)獨(dú)立的DM3數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng),并協(xié)調(diào)各子系統(tǒng)間的各種關(guān)系,使各子系統(tǒng)既能高度自治地工作,又能進(jìn)行有效的信息共享。
一、多數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)可看作多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)被協(xié)調(diào)器聯(lián)起來(lái)的,高度自治的一個(gè)聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。其中,每個(gè)子系統(tǒng)獨(dú)立處理本系統(tǒng)內(nèi)部的事務(wù),而子系統(tǒng)間的信息共享由復(fù)制技術(shù)提供,副本間的一致性由協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)處理,處理所需的信息在初始化時(shí)寫入?yún)f(xié)調(diào)器的組間數(shù)據(jù)字典中。當(dāng)對(duì)某子系統(tǒng)中的一份數(shù)據(jù)副本進(jìn)行修改時(shí),該子系統(tǒng)會(huì)將修改通知協(xié)調(diào)器,由協(xié)調(diào)器對(duì)該數(shù)據(jù)的其它副本進(jìn)行修改,從而保證了所有副本的一致性。
由以上可知,子系統(tǒng)彼此并不直接接觸,而是各自都與協(xié)調(diào)器直接相聯(lián),由協(xié)調(diào)器統(tǒng)一管理子系統(tǒng)間的通信。這樣,當(dāng)子系統(tǒng)對(duì)副本進(jìn)行修改時(shí),不必關(guān)心相應(yīng)的子系統(tǒng)處于何種狀態(tài),也不必等待回應(yīng)消息,以及異常處理,所有這些都由協(xié)調(diào)器進(jìn)行管理。因此,既提高了系統(tǒng)運(yùn)行的效率,也保證了子系統(tǒng)的獨(dú)立性。
協(xié)調(diào)器主要有三大功能,首先,它對(duì)協(xié)調(diào)器和服務(wù)器進(jìn)行初始化,并將有關(guān)信息存入組間字典;其次,它管理不同子系統(tǒng)間的通信,維護(hù)副本的一致性;最后,它在子系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰時(shí),進(jìn)行異常管理及恢復(fù)工作。
二、多數(shù)據(jù)庫(kù)互聯(lián)機(jī)制的主要策略
多個(gè)DM3系統(tǒng)間的信息共享是通過(guò)副本實(shí)現(xiàn)的,副本的一致性是由協(xié)調(diào)器來(lái)維持的,是一種弱一致性。通常,多數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)間的一致性是通過(guò)協(xié)調(diào)器周期性地訪問(wèn)服務(wù)器的日志來(lái)完成的。由于副本的更新帶有隨機(jī)性,因此,若采用這種方法,可能數(shù)據(jù)被修改多次,但其相對(duì)應(yīng)的副本仍未被修改,這樣就損害了數(shù)據(jù)的一致性;也可能數(shù)據(jù)并未被修改,但協(xié)調(diào)器已多次訪問(wèn)了服務(wù)器的日志了,這樣就降低了系統(tǒng)的效率。
所以,本系統(tǒng)采用的方法是當(dāng)數(shù)據(jù)被修改時(shí),由服務(wù)器通知協(xié)調(diào)器有關(guān)信息,再由協(xié)調(diào)器通知相關(guān)系統(tǒng),修改相關(guān)數(shù)據(jù)。這樣,數(shù)據(jù)的修改及時(shí)(仍然是弱一致性),而協(xié)調(diào)器也不會(huì)在數(shù)據(jù)未被修改的情況下訪問(wèn)服務(wù)器,提高了準(zhǔn)確性。
為了使協(xié)調(diào)器正常工作,我們對(duì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)DM2進(jìn)行了修改。在基表控制塊TV_CTRL_BLOCK中增加一項(xiàng)IsReplication。建表時(shí),該項(xiàng)初始化為false;當(dāng)為該表建立一個(gè)副本時(shí),該項(xiàng)賦值為true。具體算法如下。
1、初始化算法。
協(xié)調(diào)器:從用戶或應(yīng)用程序接收待連接的兩個(gè)系統(tǒng)（未完，下一頁(yè)）
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