基于嵌入式数据库技术的分布式研究与应用

李明明

(吉林大学 网络中心，吉林 长春130025)

0 引 言

随着科技的发展，21 世纪计算机技术开始进入一个被称为后PC 技术的时代。后PC 时代的到来，使得人们开始越来越多地接触到一个新的概念—嵌入式产品。像手机、PDA(如商务通等)均属于手持的嵌入式产品!VCD 机、机顶盒等也属于嵌入式产品，而像车载GPS 系统、数控机床、网络冰箱等同样都采用嵌入式系统［1-3］。

随着消费结构的改变，人们对家电的灵活性和可控性提出了更高的需求，这些需求都极大地刺激了嵌入式的发展和产业化的进程［4］。嵌入式数据库不需要数据库驱动程序，直接将数据库的库文件链接到应用程序中。应用程序通过API 访问数据库，而不是TCP/IP。因此，嵌入式数据库的部署是与应用程序在一起的［5-8］。比如常见的版本控制器Sub Version，它所用的嵌入式数据库就是跟应用程序放在一起的。

1 分布式数据库事务处理机制

一个分布式事务是为了实现特定的业务功能，而访问数据库的一个最小逻辑工作单位，是一个操作序列。在分布式应用中，一个分布式的事务即全局事务，通常由一个主事务和在不同节点的子事务组成。

在多线程服务器的编程环境中，为了保证对象的一致性，对象上的操作仍然需要原子操作，通过互斥机制例如mute X 变量(即互斥变量，设计一个全局变量作为访问标一记，使资源独占访问)可以实现这一点。通过服务器操作的同步加强客户协同，客户可以将服务器作为一种共享资源的设施来使用。上述同步访问对象的机制提供了大多数应用中所需要的东西避免了线程相互干扰。

2 Berkeley DB

Berkeley DB 为许多编程语言提供了实用的API接口，包括c、c+ +、java、python 和PHP 等。所有同数据库相关的操作都由Berkeley DB 函数库负责统一完成。这样无论是系统中的多个进程，或者是相同进程中的多个线程，都可以在同一时间调用访问数据库的函数［9］。而底层的数据加锁、事务日志 和存储管理等都在Berkeley DB 函数库中实现。它们对应用程序来讲是完全透明的。如果想在资源受限的嵌入式系统上进行数据库管理，Berkeley DB 可能就是惟一正确的选择。

3 分布式银行数据库系统传输层接口的设计

传输层是银行数据库系统中最为重要，最为关键的一层，是唯一可以负责系统总体的数据传输和数据控制的一个系统层面，系统传输层提供银行各个分支机构和中心服务器的端到端的交换数据信息机制，并为相应的上层和下层提供可靠的银行分支机构的目的站点信息，如图1 所示。

图1 银行数据库系统传输层体系结构示意图

在基于Berkeley DB 分布式银行数据库系统传输层接口设计过程中，其系统在网络中的传输层上主要包括若干相互连接的银行数据库系统分支机构和中心服务器，且系统中的每一分支机构都与中心服务器相连接，分支机构之间可以相互进行通信，同时由分支机构所统计的款项等业务数据信息都通过传输层流向中心服务器进行数据统计，因此传输层接口的设计在此银行数据库系统中占有重要地位［10-12］。

为了实现分布式的网络功能，主要设计成网络服务，以服务进程的方式实现。总体的流程如图2 所示。

4 系统应用的综合测试

系统应用的综合测试主要体现嵌入式分布式银行数据库系统在应用及推广过程中必须考虑的若干因素，在不会影响系统整体性能及资源配置的前提条件下，需尽量提高该系统的各项指标，从而是系统得以极大推广。

(1) 系统配置。系统的资源管理部件主要是用于统一配置整个数据库系统中的有效资源，数据库打开之前，系统的全部配置操作都必需完成。

(2) 支持语言。作为系统中的数据库操作标准，不仅需要存在众所周知的SQL 结构化检索标准，同时也必须存在使用于嵌入式环境下的C/C+ +标准接口模型。

图2 设计总体流程

(3) 适用平台。系统的嵌入式性质使得数据库系统的多平台支持成为一项重要的性能指标要求。

(4) 系统的易操作性。系统实现后是否具有易操作性、交互操作是否友好是该系统得以推广的重要考虑因素，因此必须对系统进行易用性测试［13-16］。

如图3 所示是系统综合测试中的一项结果。

5 结 语

随着现代信息化的深入，计算机应用深入到生活中的每一个角落，同时由于计算机网络的普及，催生了一系列新的应用与技术，如3G 等通信的广泛应用，对于Internet 的数据通信、数据共享以及高数据处理能力的广泛需求，嵌入式系统数据库技术的分布式研究与应用己经变得不可或缺。

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图3 系统数据自动恢复测试结果

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