摘 要：依據(jù)移動計算環(huán)境自身所呈現(xiàn)出來的特性，能夠明顯的發(fā)展以往傳統(tǒng)的客戶服務(wù)模型在當前環(huán)境中已經(jīng)無法充分地滿足各方面需求，人們在進行活動的過程中對于體系結(jié)構(gòu)更加靈活提出了需求。近幾年來，在對Agent進行的相關(guān)研究已經(jīng)引起了人們的廣泛關(guān)注，并且開始將Agent直接引入到現(xiàn)代化的移動計算領(lǐng)域之中，尤其是在移動數(shù)據(jù)庫之中。目前，針對Agent開展的研究多種多樣，有的側(cè)重于人工智能，有的則偏重應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)。本文主要分析Agent技術(shù)在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：Agent技術(shù)；移動數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)

中圖分類號：TP393.08

Agent技術(shù)早在90年便已經(jīng)成為了一個極為熱門的研究課題，甚至被稱之為軟件領(lǐng)域的突破，之所以有著如此重要性，就是由于該技術(shù)在當前網(wǎng)絡(luò)分布計算這一體系之中，應(yīng)用范圍不斷地擴大。首先，Agent技術(shù)能夠切實有效地解決分布式應(yīng)用問題之中所呈現(xiàn)出來的問題；其次，Agent技術(shù)能夠極為精確地對部分計算提供更加科學合理的概念模型。下文主要針對Agent技術(shù)在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的應(yīng)用研究進行了全面詳細的分析。

1 Agent技術(shù)的特點

Agent實際上是一個主動的程序?qū)嶓w，它由某個源計算機產(chǎn)生后，就脫離了該計算機的控制而自行執(zhí)行下去。它可以在網(wǎng)絡(luò)中漫游，逐個訪問各個相關(guān)的服務(wù)器，也可以和其他Agent交互協(xié)作，直到完成用戶賦予它的任務(wù)。因此，Agent模型是對傳統(tǒng)的客戶機和服務(wù)器模型的擴充，它在客戶機和服務(wù)器之間加入了一個新的層次——Agent，如圖1所示。

圖1 Agent計算模型

Agent技術(shù)的特點：（1）可以大幅減少無線通信網(wǎng)絡(luò)上的通信流量。（2）Agent可以駐留在高速固定網(wǎng)絡(luò)中，代表移動用戶檢索各個數(shù)據(jù)庫。（3）Agent支持移動客戶機的斷接操作。（4）允許移動計算機透明地訪問各種復(fù)雜的信息服務(wù)器，而不必預(yù)先了解該服務(wù)器的能力和訪問方式。（5）Agent能夠自行結(jié)合客戶機和服務(wù)器的知識，并在服務(wù)器上進行推理，確定自己的下一步工作。（6）移動用戶可以定制服務(wù)器上的Agent，使之為自己提供個人化的服務(wù)。Agent可以有許多分類方法。例如，按照Agent的工作類型劃分，有客戶Agent、應(yīng)用Agent、服務(wù)器Agent等；按照移動方式劃分，有靜止Agent、可遷移Agent等；按照完成一個任務(wù)所涉及到的Agent數(shù)劃分，有單Agent、多Agent等。

2 基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫模型

與分布系統(tǒng)一樣，移動計算系統(tǒng)中存在許多異構(gòu)的自治數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)不同，其結(jié)構(gòu)如圖2（a）所示，基于Agent的移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)沒有一個全局的事務(wù)管理器。例如圖2（b），為了能夠切實有效的提升其中的互動操作性能，就必須要為每一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)建立起一組預(yù)定的操作模式，這一操作模式也被稱之為原語的數(shù)據(jù)庫手法。在實際應(yīng)用程序的過程中，主要是利用提交應(yīng)用到Agent的方式來達到數(shù)據(jù)庫訪問的目的。同時，如果說僅僅只有一個應(yīng)用Agent，那么在實際操作的過程中，也就只能夠調(diào)用數(shù)據(jù)庫之中事先預(yù)定義完成的原語數(shù)據(jù)，從而來對各個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進行訪問。

圖2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模型

（a） 傳統(tǒng)的多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)； （b） 基于Agent的系統(tǒng)。

Agent與分布式進程一樣，是一個任務(wù)執(zhí)行的抽象模型。系統(tǒng)中多個Agent并發(fā)執(zhí)行，訪問一個或多個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。每個Agent由支持內(nèi)部并行性的高級分布式編程語言編寫而成。

我們舉一個基于Agent的使用實例，Mary是一名保險代理人，在去會見一名有望簽約的客戶的途中，通過她的筆記本電腦創(chuàng)建了一個應(yīng)用Agent，用來檢查該用戶的信用記錄。即使在Mary關(guān)閉筆記本以節(jié)約電能的情況下，這個應(yīng)用Agent仍然繼續(xù)運行。在完成任務(wù)的過程中，這個應(yīng)用Agent可能要和其他應(yīng)用Agent通信、協(xié)作，例如保險公司的應(yīng)用Agent。

—般來說，Agent是一個主動對象（D，M，SD，P），其中D是指一組本地數(shù)據(jù)，M是一組方法，SD是這些方法之間的一組結(jié)構(gòu)依賴關(guān)系，P則是一組中斷點和重定位（Reloca-tion Point）。Agent的一個方法可以是：（1）一個原語數(shù)據(jù)庫方法或是一個原始應(yīng)用方法，分別對應(yīng)于訪問數(shù)據(jù)庫或者其他Agent的數(shù)據(jù)。（2）訪問Agent本地數(shù)據(jù)（私有數(shù)據(jù)）的本地方法。（3）本地方法與原語方法的組合。

基于Agent的模型具有以下特點：（1）因為一個Agent可能訪問多個異構(gòu)的、自治的和分布的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，所以基于Agent的系統(tǒng)與多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有一定的相似性。例如：1）從本質(zhì)上來說Agent系統(tǒng)本身是呈現(xiàn)出來是分布狀，在其自身的系統(tǒng)之中，并沒有相應(yīng)的全局事務(wù)管理器以及Agent數(shù)據(jù)庫中心，這主要是由于Agent系統(tǒng)自身存在的過程中，其計算機環(huán)境是完全發(fā)展、開放的；2）在實際進行創(chuàng)建的過程中，如果說一個Agent無法達到分解成為本地方法以及原語方法實際執(zhí)行過程中的序列，那么其自身在實際執(zhí)行的過程中，也就僅僅只能夠依據(jù)上一個動作所呈現(xiàn)出來的結(jié)果，有針對性的來動態(tài)確認；3）數(shù)據(jù)庫Agent自身所提供的各項接口事實上本身就是一個組的原語方式，其自身在實際運行的過程中，不單單是簡單的讀寫操作行為。（2）Agent必須與其他的Agent相互通信和協(xié)作，因此Agent不能像一個隔離事務(wù)那樣執(zhí)行。此外，由于Agent運行行為的復(fù)雜性，基于Agent的系統(tǒng)必須具有先進的流程控制能力。（3）每個Agent都是在自己的本地數(shù)據(jù)上下文環(huán)境中運行的。

3 Agent的控制流程

每個應(yīng)用Agent包含一組方法和若干控制流程規(guī)范。Agent的控制流程規(guī)范包括以下3個部分。

3.1 結(jié)構(gòu)依賴關(guān)系

結(jié)構(gòu)依賴關(guān)系描述在Agent運行期間內(nèi)，各個方法的可控執(zhí)行狀態(tài)之間必須滿足交序依賴關(guān)系。以原語方法為例，它的可控狀態(tài)包括發(fā)出（開始狀態(tài)）和結(jié)束（提交或夭折狀態(tài)）。在實際執(zhí)行期間，一個原語方法的執(zhí)行狀態(tài)要受到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫Agent或其他協(xié)同Agent的控制。某些數(shù)據(jù)庫Agent還可能支持預(yù)備提交狀態(tài)，它表示一個原語方法已經(jīng)執(zhí)行完畢，即將把它的結(jié)果永久化，這可以使Agent更好地控制原語方法的執(zhí)行。

Agent可以描述3種結(jié)構(gòu)依賴關(guān)系：（1）觸發(fā)器。當某個方法M1進入狀態(tài)s1時，方法M2必須進入狀態(tài)s2。（2）順序依賴。只有在方法M1進入狀態(tài)s1之后，方法M2才能進入狀態(tài)s2；或者是，一旦方法M1進入了狀態(tài)s1，方法線就不能進入狀態(tài)s2。（3）實時依賴。當某個實時事件發(fā)生時，方法M1必須開始執(zhí)行或是執(zhí)行完畢。

3.2 Agent的協(xié)同

這主要是由于和以往傳統(tǒng)ACID事務(wù)的處理形式有著極大的差異性，其中在多個Agent并發(fā)執(zhí)行的過程中并沒有完全進行隔離，而這種協(xié)同處理的關(guān)系從運行的理論上來說，其本身可以直接使用高級事務(wù)模型之中所包含的大量概念來進行闡述，例如在Agent技術(shù)中的中斷點。Agent A技術(shù)自身的中斷點可以直接使用一個三元組化來進行表示，也就是（Bs，Be{（Ai，Mj）}），在這其中{（Ai，Mj）}本身所包含的是（Agent方法）正確的全部集合，而在其中的Bs，Be則是A之中所存在的方法控制狀態(tài)，同時，還必須要保證{（Ai，Mj）}之中的所有成員都能夠在Bs以及Be兩種不同可控狀態(tài)之下來進行運轉(zhuǎn)。

3.3 重定位

Agent本身在運行的過程中也極有可能是直接在網(wǎng)絡(luò)之中來進行移動，所以，利用Agent的模型，便能夠達到對Agent進行重定位的目的。在移動數(shù)據(jù)庫體系之中，實際上移動客戶機的位置也會在這一過程中持續(xù)不斷地發(fā)生變化，這直接使得移動客戶機本身和提供服務(wù)的服務(wù)器之間所存在的網(wǎng)絡(luò)距離在持續(xù)不斷的發(fā)生著變化；在這期間，Agent能夠直接依靠移動客戶機本身位置所發(fā)生的變化，來對網(wǎng)絡(luò)之中所存在的距離進行定位，最大限度地降低通信過程中的開銷，減少聯(lián)通所需要消耗的時間；此外，Agent技術(shù)之中所具有的重定位功能還能夠極為有效地確保服務(wù)器之間所存在的負載平衡性。

4 Agent的并發(fā)控制與恢復(fù)問題

在Agent的并發(fā)管理機制之中，首先一個要求就是要對其中的兩種正確性進行維護：也就是數(shù)據(jù)正確性、結(jié)構(gòu)正確性。結(jié)構(gòu)正確性本身主要是依據(jù)Agent之中所存在的控制規(guī)范、流程來針對Agent技術(shù)之中所存在的結(jié)構(gòu)性進行屬性維護。有許多因素可能影響并發(fā)控制的難度，例如：（1）自治數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可能不完全接受數(shù)據(jù)庫Agent的控制。（2）多個數(shù)據(jù)庫之間可能存在相互約束關(guān)系。而且，不同Agent的本地數(shù)據(jù)之間、Agent本地數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫之間也都可能存在相互約束關(guān)系。（3）Agent之間只能保持部分的隔離性（協(xié)同的需要）。為了能夠切實有效地對數(shù)據(jù)庫自身的規(guī)模進行限制，那么便可以在進行新數(shù)據(jù)項增添的過程中，將以往不需要的舊版本直接刪除掉。假如，某一個系統(tǒng)之中某個以往的舊版本處理方式已經(jīng)夭折，并且在該舊版本的后方還存在一個已經(jīng)提交完成的新版本，這也就可以在這一過程中直接將舊版本刪除掉。

5 結(jié)束語

綜上所述，Agent技術(shù)能夠在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之中起到極其重要的作用，但是在實際應(yīng)用的過程中，務(wù)必要針對其中所涉及到的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)加以重視，最大限度地避免應(yīng)用方式錯誤，影響到實際應(yīng)用的效果。在現(xiàn)代的計算領(lǐng)域中不斷加強新型技術(shù)的研發(fā)有助于推動各個行業(yè)的快速發(fā)展，先進的技術(shù)是現(xiàn)代社會發(fā)展的動力，我們在計算機領(lǐng)域取得的成果可以延伸到社會發(fā)展的多個方面，為我國的社會整體發(fā)展提供了強有力的保障，Agent技術(shù)的誕生和推廣就是很好的例證。

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作者簡介：陳霄（1980-），女，廣東紫金人，博士生，講師。

作者單位：廣東青年職業(yè)學院，廣州 510507