李從英，金石聲，王 彪，郭 茜，李 波

(貴州省氣象信息中心,貴州 貴陽 550002)

0 引言

目前我們?yōu)闅庀蟛块T內(nèi)部業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)服務(wù)的全國綜合氣象信息共享平臺(簡稱CIMISS)一直是穩(wěn)定運行的，滿足了各個單位實際業(yè)務(wù)和科研[2]需求。但是其他行業(yè)的用戶以及公眾用戶對氣象數(shù)據(jù)的檢索需求目前仍然沒有滿足。很多行業(yè)都與氣象息息相關(guān)[3]，都需要定制氣象數(shù)據(jù)服務(wù)。但是由于網(wǎng)絡(luò)等原因限制，他們不能訪問我們內(nèi)部數(shù)據(jù)服務(wù)接口，只能通過特定數(shù)據(jù)庫服務(wù)接口獲取數(shù)據(jù)。雖然我們設(shè)計了專門為其他行業(yè)用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)的行業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)庫UDB和對公眾用戶提供氣象數(shù)據(jù)服務(wù)的INT區(qū)數(shù)據(jù)庫IDB(以下分別簡稱行業(yè)庫和INT庫)，但是由于CIMISS的數(shù)據(jù)加工處理系統(tǒng)并沒有寫入到行業(yè)庫和INT庫，CIMISS系統(tǒng)運行以來，行業(yè)庫和INT庫一直處于加電空轉(zhuǎn)狀態(tài)，造成了極大的浪費，沒有滿足其他行業(yè)用戶和公眾用戶對氣象數(shù)據(jù)的需求，沒有發(fā)揮其應(yīng)有的社會效益，所以充分利用這兩個數(shù)據(jù)庫，并對行業(yè)及公眾用戶提供實時數(shù)據(jù)、滿足用戶對氣象數(shù)據(jù)的需求尤為迫切。

本文通過SymmetricDS軟件將CIMISS核心庫中的氣象數(shù)據(jù)實時同步到行業(yè)庫和INT庫，然后通過接口為用戶提供數(shù)據(jù)，以滿足客戶需求。

1 軟件部署

在盡量不增加數(shù)據(jù)加工處理系統(tǒng)負擔的前提下，考慮使用數(shù)據(jù)庫同步技術(shù)解決上述問題?？紤]到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處于7×24 h運行，對軟件的穩(wěn)定性要求很高，并權(quán)衡了商業(yè)軟件的巨額費用需求和實現(xiàn)的具體業(yè)務(wù)場景(一對多的數(shù)據(jù)同步)，我們決定采用開源的數(shù)據(jù)庫同步軟件SymmetricDS。具體業(yè)務(wù)邏輯如圖1。整個系統(tǒng)部署兩套SymmetricDS軟件，一套位于APP01服務(wù)器上負責監(jiān)視核心區(qū)數(shù)據(jù)庫(begy_bdb)上指定數(shù)據(jù)表的變化。一套位于APP02服務(wù)器上負責接收數(shù)據(jù)。

圖1 數(shù)據(jù)同步邏輯Fig.1 The logic of data synchronization

SymmetriDS軟件可以在網(wǎng)上下載symmetric-server-3.8.7.zip[4]，然后直接解壓縮即可。由于該軟件是基于JAVA環(huán)境開發(fā)的，可以部署在任意平臺上，目前在windows和linux上都測試正常。SymmetricDS的部署極為簡單，將壓縮包解壓到指定文件夾下即可。

我們選擇分別在兩臺接口服務(wù)器APP01和APP02的api用戶環(huán)境下部署兩套SymmetricDS。服務(wù)器APP01上的SymmetricDS為服務(wù)節(jié)點，負責抓取核心庫指定表的數(shù)據(jù)變化，這些變化主要包括插入、刪除、更新，然后將變化的數(shù)據(jù)批量推送到服務(wù)器APP02上，APP02作為子節(jié)點接收推送的批量數(shù)據(jù)，并負責將這些數(shù)據(jù)同步到行業(yè)區(qū)以及INT區(qū)數(shù)據(jù)庫上。

1.1 部署服務(wù)節(jié)點

服務(wù)器APP01上部署一套SymmetricDS作為服務(wù)節(jié)點，負責管理核心區(qū)數(shù)據(jù)庫。因為SymmetricDS啟動時會讀取部署的engines文件夾下的配置文件，并將若干個參數(shù)讀取并寫入數(shù)據(jù)庫。部署后的samples文件夾下存放了若干個配置樣例以提供參考，我們需要拷貝樣例文件夾samples下的corp-000.properties配置文件到engines目錄下并修改文件名為：bdb.properties，并根據(jù)實際情況對bdb.properties的配置進行修改。

1.2 部署子節(jié)點

服務(wù)器APP02上部署一套SymmetricDS軟件[5]，負責接收APP01推送的批量數(shù)據(jù)，并負責將這些數(shù)據(jù)同步到INT區(qū)數(shù)據(jù)庫IDB和行業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)庫UDB。需要到文件夾samples目錄下拷貝2份樣例corp-000.properties 到engines目錄下并修改文件名為：xdb-001.properties(負責INT區(qū)數(shù)據(jù)庫)和xdb-002.properties(負責行業(yè)區(qū)數(shù)據(jù)庫)，并根據(jù)實際情況修改配置(這里取名叫xdb是因為它同時負責INT區(qū)和行業(yè)區(qū)兩個數(shù)據(jù)庫的同步)。

1.3 數(shù)據(jù)庫配置

在服務(wù)器上配置完必要的信息后，需要在核心區(qū)數(shù)據(jù)庫中幾張?zhí)囟ǖ臄?shù)據(jù)表里對具體的業(yè)務(wù)邏輯進行配置。這個步驟只需要在服務(wù)節(jié)點配置即可，系統(tǒng)運行后子節(jié)點注冊到服務(wù)節(jié)點，之后也會相互同步這些信息。

1.3.1 系統(tǒng)表的安裝 系統(tǒng)在服務(wù)節(jié)點運行時需要一些表。這些表的安裝只需在/bin目錄下執(zhí)行以下命令即可：./symadmin --engine bdb-000 create-sym-table。子節(jié)點不需要安裝，待子節(jié)點啟動并注冊到服務(wù)節(jié)點后會自動安裝。

這樣就在核心區(qū)數(shù)據(jù)庫下安裝了46張以“sym_”開頭的表。其中一些是進行業(yè)務(wù)邏輯配置使用的，需要后續(xù)進行配置；一些是系統(tǒng)運行時需要的，在系統(tǒng)啟動后從配置文件中讀取的，例如sym_node數(shù)據(jù)表記錄了系統(tǒng)的節(jié)點信息。具體可以查看user-guide文檔的Appendix A: Data Model部分。另外，系統(tǒng)在/bin目錄下有很多可執(zhí)行的命令，相關(guān)的幫助可以參看user-guide文檔，同時也可以使用以下命令查看幫助信息：./symadmin-help。

1.3.2 具體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)庫配置 建立分組：(這一步在啟動系統(tǒng)時讀取配置文件自動完成)服務(wù)節(jié)點啟動后讀取配置文件中的信息，將配置文件中關(guān)于組名和擴展名等信息寫入數(shù)據(jù)庫中，子節(jié)點啟動后會注冊到服務(wù)節(jié)點上，然后節(jié)點間會交換、同步信息。

下面以同步核心庫的“中國地面逐小時要素資料”、“中國地面分鐘降水資料”這兩類數(shù)據(jù)為例，介紹實時同步數(shù)據(jù)的具體數(shù)據(jù)庫配置。以下定義都是在核心庫數(shù)據(jù)表中進行。

①定義channel

insert into sym_channel (channel_id, processing_order, max_batch_size, enabled, description)values(′SURF_WEA_CHN_MUL_HOR′,1,100000,1,′SURF_HOUR_DATA FROM BDB TO XDB′);

insert into sym_channel (channel_id, processing_order, max_batch_size, enabled, description)values(′SURF_WEA_CHN_PRE_MIN′,10,100000,1,′SURF_PRE_MIN_DATA FROM BDB TO XDB′);

考慮到分鐘表的數(shù)據(jù)量很大，所以這里定義了兩個channel，分別用來同步小時表和分鐘表數(shù)據(jù)。channel_id是定義的通道名稱，max_batch_size指定此channel中的一個batch中可以處理的數(shù)據(jù)變化事件的最大值。

②定義trigger

insert into sym_trigger (trigger_id,source_table_name,channel_id,last_update_time,create_time) values (′SURF_WEA_CHN_MUL_HOR_TRIGGER′,′SURF_WEA_CHN_MUL_HOR_TAB′,′SURF_WEA_CHN_MUL_HOR′,current_timestamp,current_timestamp);

insert into sym_trigger (trigger_id,source_table_name,channel_id,last_update_time,create_time) values (′SURF_WEA_CHN_PRE_MIN_TRIGGER′,′SURF_WEA_CHN_PRE_MIN_TAB′,′SURF_WEA_CHN_PIN′,current_timestamp,current_timestamp);

這里定義了2個觸發(fā)器分別用來捕獲小時表和分鐘表的數(shù)據(jù)變化，觸發(fā)器關(guān)聯(lián)了上面定義的channel。若考慮按照經(jīng)緯度范圍對分鐘表的數(shù)據(jù)變化進行過濾，需要修改觸發(fā)器定義，為觸發(fā)器添加限制條件?？梢杂萌缦旅罘謩e為分鐘表的INSERT、UPDATE、DELETE 3個觸發(fā)器添加限制條件，例如UPDATE限制條件：UPDATE SYM_TRIGGER SET SYNC_ON_INSERT_CONDITION=′:new."V05001">=24.37 and:new."V05001"<=29.13) and:new."V06001">=103.36and:new."V06001">=109.37)′ WHERE TRIGGER_ID=′SURF_WEA_CHN_PRE_MIN_TRIGGER′。其中trigger_id表示觸發(fā)器名稱，source_table_name表示要同步的數(shù)據(jù)表的表名。在添加限制條件后，分鐘表每小時同步的數(shù)據(jù)量由近90萬條下降到20萬條。

③定義node_group_link

insert into sym_node_group_link (source_node_group_id, target_node_group_id, data_event_action) values (′bdb′, ′xdb′, ′P′);

該語句指定數(shù)據(jù)同步的源和目的，即從bdb同步到xdb，以及數(shù)據(jù)同步方式‘P’，即通過推送的方式進行傳輸，P表明數(shù)據(jù)源節(jié)點將通過HTTP PUT請求初始化通信。

④定義router

insert into sym_router (router_id,source_node_group_id,target_node_group_id,router_type,create_time,last_update_time)values(′BDB_2_XDB′, ′bdb′, ′xdb′, ′default′,current_timestamp, current_timestamp);

router指定了組間的數(shù)據(jù)傳遞關(guān)系，其中source_node_group_id和target_node_group_id的值必須和第3步node_group_link中的進行對應(yīng)。Trigger和Router是多對多的關(guān)系。這意味著，一個觸發(fā)器可以捕獲數(shù)據(jù)變化，然后路由這些變化到多個位置，也意味著一個Router可以與多個不同的觸發(fā)器相聯(lián)系。

⑤定義trigger_router

Insert into sym_trigger_router (trigger_id,router_id,initial_load_order,last_update_time,create_time)values(′SURF_WEA_CHN_MUL_HOR_TRIGGER′,′BDB_2_XDB′, -1, current_timestamp, current_timestamp);

這里同樣需要定義了2個trigger_router分別用來處理小時表和分鐘表，分鐘表的trigger_rouer和小時表的類似。trigger_router是將trigger和router進行關(guān)聯(lián)，它們之間是多對多的關(guān)系。

2 同步數(shù)據(jù)及清理數(shù)據(jù)

在做好以上數(shù)據(jù)庫配置工作后，即可依次啟動SymmetricDS服務(wù)節(jié)點和SymmetricDS子節(jié)點。

2.1 啟動SymmetricDS服務(wù)節(jié)點

2.1.1 在bdb-000上啟動SymmetricDS 在bin目錄下運行啟動命令以啟動SymmetricDS：./sym --engine bdb-000 --port 31415。若要在后臺啟動則運行以下命令：nohup ./sym --engine bdb-000 --port 31415 &。

2.1.2 開啟注冊(該步驟啟動一次即可，以后重啟服務(wù)不需要再次運行)：

./ symadmin --engine bdb-000 open-registration xdb 001

./ symadmin --engine bdb-000 open-registration xdb 002

如果服務(wù)需要重啟，則刪掉sym進程再次運行啟動命令即可。

2.2 啟動SymmetricDS子節(jié)點

在bin目錄下執(zhí)行以下命令：./sym--port 31415,即可將該組的兩個節(jié)點同時啟動。重啟命令類似于服務(wù)節(jié)點。如果需要在后臺啟動，則使用如下命令：nohup ./sym--port 31415 &。

2.3 啟動觸發(fā)器

做了以上配置之后，還需要在數(shù)據(jù)庫中將觸發(fā)器啟動，注意是在源數(shù)據(jù)庫中啟動。以小時表的同步為例。用以下語句查看表的觸發(fā)器：SELECT TRIGGER_NAME,STATUS from all_triggers where table_name=‘SURF_WEA_CHN_MUL_HOR_TAB’，可以看到小時表的觸發(fā)器：SYM_ON_I_FOR_SRF_W_CHN_ML_HR_;SYM_ON_U_FOR_SRF_W_CHN_ML_HR_;SYM_ON_D_FOR_SRF_W_CHN_ML_HR_。讓觸發(fā)器生效可以用以下示例語句:ALTER TABLE SURF_WEA_CHN_MUL_HOR_TAB ENABLE ALL TRIGGERS;啟動觸發(fā)器后，數(shù)據(jù)就可以從源數(shù)據(jù)庫(核心庫)同步到目標數(shù)據(jù)庫了(行業(yè)庫和INT庫)。如果只需要在目標數(shù)據(jù)庫中存幾天數(shù)據(jù)，那么就需要創(chuàng)建存儲過程來刪除幾天之前的數(shù)據(jù)。例如刪除7 d以前的小時數(shù)據(jù)的存儲過程可以通過以下語句創(chuàng)建：

CREATE OR REPLACE PROCEDURE PROC_DROP_PATITION_HOR_TAB AS

BEGIN

DELETE FROM SURF_WEA_CHN_MUL_HOR_TAB WHERE

D_DATETIME

END PROC_DROP_PATITION_HOR_TAB;

在實際應(yīng)用中需要創(chuàng)建一個定時任務(wù)來定時啟動該存儲過程。但是創(chuàng)建定時任務(wù)的時候可能會提示沒有權(quán)限：insufficient privileges?？梢栽跀?shù)據(jù)庫工具pl/sql中手動建。然后用SELECT*FORM USER_JOBS查看，其中JOB_ID 是系統(tǒng)分配的，如圖2所示。

圖2 創(chuàng)建定時任務(wù)Fig.2 Create timed task

然后用以下語句手動啟動定時任務(wù)。

BEGIN

DBMS_JOB.RUN(24);

END;

這樣即可使定時任務(wù)生效，等到約定的時間，即可執(zhí)行定時任務(wù)。如果需要立刻啟動定時清理任務(wù)，則用如下語句手動運行定時任務(wù)?？梢詮娜罩局锌吹绞欠襁\行成功，如圖3。

BEGIN

DBMS_SCHEDULER.RUN_JOB(′DROP_SEVP_K_PARTITION′,TRUE);

END;

3 總結(jié)

本文以同步CIMISS核心區(qū)小時氣象觀測數(shù)據(jù)到行業(yè)庫和INT庫為例，詳細介紹了SymmetricDS軟件的安裝部署及具體業(yè)務(wù)配置。目前SymmetricDS可以穩(wěn)定運行，可以穩(wěn)定高效將數(shù)據(jù)同步到目標數(shù)據(jù)庫。并為公司及公眾用戶、行業(yè)用戶等專線用戶提供實況和預(yù)報數(shù)據(jù)，從而充分利用資源，滿足了不同用戶對氣象數(shù)據(jù)的需求，也發(fā)揮了行業(yè)庫和INT庫的社會效益。

圖3 查看定時任務(wù)運行狀態(tài)Fig.3 Check the running status of timed tasks