祝令柱

（中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081）

0 引 言

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展之下，針對(duì)各種形式的數(shù)據(jù)信息，嵌入式數(shù)據(jù)庫在與嵌入式設(shè)備的融合發(fā)展中，已經(jīng)從研究走向推廣，在實(shí)際應(yīng)用中較大程度上滿足了用戶的應(yīng)用需求。同步分發(fā)系統(tǒng)作為嵌入式數(shù)據(jù)庫的重要組成部分，在數(shù)據(jù)同步更新、信息整合方面發(fā)揮重要作用，同時(shí)能夠一定程度上提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴；谇度胧綌?shù)據(jù)庫廣闊的市場(chǎng)及應(yīng)用前景，對(duì)其同步分發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)展開研究，對(duì)于提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、促進(jìn)嵌入式數(shù)據(jù)庫信息處理能力提升具有實(shí)際意義。

1 嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)系統(tǒng)

1.1 嵌入式數(shù)據(jù)庫

嵌入式數(shù)據(jù)庫是基于嵌入式設(shè)備在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、處理能力等方面的應(yīng)用需求而被引入的，在實(shí)際作用中，通過系統(tǒng)控制與計(jì)算機(jī)的軟硬件設(shè)施建立聯(lián)系，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存與管理。另外，嵌入式數(shù)據(jù)庫因其嵌入式特征，與通用數(shù)據(jù)庫相區(qū)別。首先，嵌入式數(shù)據(jù)庫在與其他系統(tǒng)或硬件設(shè)備方面，具有較好的兼容適應(yīng)性特征，因此用戶在對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作的過程中，能夠輕松實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行與維護(hù)，不需要經(jīng)過相關(guān)知識(shí)技術(shù)的培訓(xùn)[1]。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性方面，因其應(yīng)用范圍的廣泛性，所以對(duì)于嵌入式數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)性要求更為嚴(yán)格。為滿足現(xiàn)實(shí)需要，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，在操作系統(tǒng)及相關(guān)配件方面，有時(shí)同樣要求具備實(shí)時(shí)性，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。在嵌入式數(shù)據(jù)庫平臺(tái)方面，為支持?jǐn)?shù)據(jù)庫的通用功能與各種數(shù)據(jù)模型，在支持平臺(tái)的應(yīng)用過程中 必須有較強(qiáng)的適應(yīng)性能力。此外，在數(shù)據(jù)庫安全保障方面，用戶數(shù)據(jù)安全保障隨著嵌入式設(shè)備的應(yīng)用，安全防護(hù)的中心轉(zhuǎn)移到了用戶使用的嵌入式設(shè)備，用戶的數(shù)據(jù)安全受用戶自身安全意識(shí)影響較大，數(shù)據(jù)同樣可能泄露[2]。但對(duì)于非個(gè)體用戶而言，由于其操作的規(guī)范性和具有一定的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力，結(jié)合嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)系統(tǒng)功能，在數(shù)據(jù)安全保障方面具有較強(qiáng)能力，能夠較大程度上保障數(shù)據(jù)安全，滿足市場(chǎng)應(yīng)用需求。

1.2 同步分發(fā)系統(tǒng)

同步分發(fā)系統(tǒng)是嵌入式數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸共享的重要組成部分，其通過互聯(lián)網(wǎng)對(duì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，為保證數(shù)據(jù)的一致性，在這過程中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)位置的不同及實(shí)際需要，數(shù)據(jù)能傳送到1個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享。嵌入式網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)分發(fā)一方面能夠滿足用戶對(duì)于數(shù)據(jù)訪問統(tǒng)一性的現(xiàn)實(shí)需要；另一方面能夠分散數(shù)據(jù)庫的訪問壓力，解決用戶集中訪問同一數(shù)據(jù)庫而造成的數(shù)據(jù)延遲、系統(tǒng)崩潰等問題[3]。同時(shí)，即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)信息出現(xiàn)問題，數(shù)據(jù)的傳輸共享也能夠保證數(shù)據(jù)的完整性，不讓數(shù)據(jù)丟失，維持系統(tǒng)穩(wěn)定。

2 嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及意義

現(xiàn)階段，基于嵌入式數(shù)據(jù)庫的同步分發(fā)系統(tǒng)研究建立在數(shù)據(jù)庫與同步分發(fā)系統(tǒng)二者的聯(lián)系之上，嵌入式數(shù)據(jù)庫在配置要求低，信息處理能力強(qiáng)，并且在訪問控制方面支持多種平臺(tái)和各種處理器。在數(shù)據(jù)庫的作用過程中，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞僅通過單個(gè)數(shù)據(jù)庫的訪問，隨著用戶數(shù)量的遞增，效率會(huì)大大降低，且容易造成系統(tǒng)奔潰、數(shù)據(jù)丟失等后果。同步分發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用，依靠同步服務(wù)器發(fā)揮作用，通過主數(shù)據(jù)庫與其他數(shù)據(jù)庫點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，將數(shù)據(jù)庫捕獲的數(shù)據(jù)通過服務(wù)器發(fā)送至其他數(shù)據(jù)庫中，使得數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)信息同步得以實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)過程中，要保證信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，保證其傳輸路徑、傳輸方式等方面的安全性[4]。此外，要防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突，保證數(shù)據(jù)同步分發(fā)的效率。

3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

同步分發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是滿足市場(chǎng)應(yīng)用需求，結(jié)合技術(shù)條件需要，具有較強(qiáng)綜合性的工作。針對(duì)其功能需求而言，要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐恍?，必須保證數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器以及數(shù)據(jù)經(jīng)由服務(wù)器再傳輸?shù)狡渌麛?shù)據(jù)庫中。在這過程中還要經(jīng)過數(shù)據(jù)捕獲、沖突檢測(cè)、加鎖處理等具體步驟，且需要客戶端完成數(shù)據(jù)同步分發(fā)后，才能繼續(xù)進(jìn)行下一次的同步分發(fā)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，在確保數(shù)據(jù)同步分發(fā)安全的前提下，一方面要注重過程中的效率提升，避免數(shù)據(jù)沖突、系統(tǒng)錯(cuò)誤等問題的出現(xiàn)；另一方面，要最大程度上保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，包括其在實(shí)際應(yīng)用及應(yīng)用過程中出現(xiàn)問題，需要綜合分析、針對(duì)性解決，從而保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量及運(yùn)行效率。

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

為保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定、高效、安全以及實(shí)用等要求，在數(shù)據(jù)傳輸能力、數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)性能等方面應(yīng)具體要求。在數(shù)據(jù)傳輸能力方面，由于數(shù)據(jù)的同步分發(fā)實(shí)現(xiàn)需要依靠服務(wù)器與客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳傳輸，因此同步分發(fā)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力直接影響數(shù)據(jù)的上傳及傳輸效果。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，需要保證系統(tǒng)的傳輸能力，維持系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。在數(shù)據(jù)更新方面，嵌入設(shè)備在對(duì)更新數(shù)據(jù)捕獲并匯總的過程中，需要進(jìn)行2個(gè)方面的處理。一個(gè)方面是對(duì)更新數(shù)據(jù)進(jìn)行沖突檢測(cè)，另一方面則是對(duì)本地的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新處理。沖突檢測(cè)在傳輸及數(shù)據(jù)更新過程中進(jìn)行，保證數(shù)據(jù)同步分發(fā)的效率的同時(shí)，當(dāng)遇到數(shù)據(jù)沖突時(shí)需要及時(shí)處理，因而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，服務(wù)器的數(shù)據(jù)沖突檢測(cè)需要實(shí)時(shí)進(jìn)行。對(duì)于數(shù)據(jù)更新而言，需要構(gòu)建有效途徑，實(shí)現(xiàn)本地分發(fā)數(shù)據(jù)與接受的更新數(shù)據(jù)相區(qū)別，以防止影響嵌入式數(shù)據(jù)庫管理的正常運(yùn)行。在同步分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，安全性能保障的實(shí)現(xiàn)，較大程度上依賴于數(shù)據(jù)傳輸過程中的加密形式。該系統(tǒng)基于嵌入式數(shù)據(jù)庫運(yùn)行，因此要保障用戶信息數(shù)據(jù)的安全，必須保證數(shù)據(jù)庫傳輸過程中通過日志文件進(jìn)行，用時(shí)在傳輸前還要進(jìn)行加密處理。另外，在包含用戶數(shù)據(jù)信息的日志文件傳輸完畢后，需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)中對(duì)于其自動(dòng)銷毀清除進(jìn)行布置，以免同步過程中數(shù)據(jù)被盜取。即使被截取后，也能通過日志文件保護(hù)數(shù)據(jù)安全，防治數(shù)據(jù)被解析。

3.1.2 系統(tǒng)組成

分發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包含數(shù)據(jù)上傳、分發(fā)、接受等方面，對(duì)于客戶端上的數(shù)據(jù)庫管理，用戶可通過數(shù)據(jù)庫的操作管理將日志文件捕獲并下載到本地，再通過沖突檢測(cè)對(duì)獲取的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行甄別，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的更新。在同步分發(fā)的過程中，服務(wù)器除接受更新數(shù)據(jù)外，還要負(fù)責(zé)本地?cái)?shù)據(jù)的發(fā)送，從而形成數(shù)據(jù)反饋接受回路，促進(jìn)數(shù)據(jù)共享[5]。針對(duì)分發(fā)系統(tǒng)的作用途徑，在數(shù)據(jù)捕獲方面，日志文件作為數(shù)據(jù)傳輸中的載體，在生成過程中兼顧安全性的同時(shí)，還要按照特定格式，以便到達(dá)服務(wù)器后利用相同規(guī)則進(jìn)行解析。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，除了保證數(shù)據(jù)沖突檢測(cè)的實(shí)時(shí)性外，在日志文件的生成過程中應(yīng)不包含所傳數(shù)據(jù)的其他信息，以提高信息捕獲和文件上傳的效率。數(shù)據(jù)沖突處理方面，服務(wù)器端在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)沖突后，首先要對(duì)數(shù)據(jù)沖突進(jìn)行分析確認(rèn)，并發(fā)出數(shù)據(jù)沖突提醒。通常情況下，數(shù)據(jù)沖突的處理策略是請(qǐng)求取消沖突操作，這能較大程度上避免數(shù)據(jù)沖突處理復(fù)雜化，同時(shí)保證數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的一致性。另外也可以通過節(jié)點(diǎn)的差異性對(duì)主鍵的關(guān)鍵字進(jìn)行劃分，從而降低數(shù)據(jù)沖突發(fā)生的概率。對(duì)于數(shù)據(jù)沖突的其他解決方式，還需根據(jù)沖突的類型以及嵌入式數(shù)據(jù)庫的具體實(shí)現(xiàn)原理來進(jìn)行確認(rèn)。在日志文件的下載方面，為滿足嵌入式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)共享分發(fā)的實(shí)際需要，要求日志文件發(fā)送中節(jié)點(diǎn)的一致性，以防止因節(jié)點(diǎn)差異性導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突或上傳失敗，導(dǎo)致整個(gè)日志文件提交失敗。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，實(shí)現(xiàn)日志文件的實(shí)時(shí)性傳輸，保證客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恢滦?，從而確保日志文件傳輸下載的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步分發(fā)。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.2.1 客戶端功能的實(shí)現(xiàn)

在客戶端的功能中，日志文件的上傳與下載需要嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)客戶端與服務(wù)器的共同參與，且需要消耗部分時(shí)間。為提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，除在系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求中對(duì)傳輸實(shí)時(shí)性要求外，在具體的連接方式與通道設(shè)計(jì)上，通過減少客戶端與服務(wù)器的連接次數(shù)，分別構(gòu)建日志文件上傳與下載2條途徑，來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率的提升?？蛻舳说臄?shù)據(jù)捕獲作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)，在實(shí)際實(shí)現(xiàn)過程中，需要經(jīng)過日志文件生成、上傳、發(fā)送，最終經(jīng)由服務(wù)器端接受，捕獲日志文件。在實(shí)現(xiàn)過程中，首先要保證日志文件生成規(guī)則的規(guī)范性，另外在操作數(shù)據(jù)記錄、序號(hào)記錄等方面，需要注重規(guī)則應(yīng)用與實(shí)際需要是否相適應(yīng)。在數(shù)據(jù)捕獲過程中，日志文件的發(fā)送對(duì)其具有直接影響，因此在客戶端功能實(shí)現(xiàn)的過程中需要針對(duì)捕獲數(shù)據(jù)的實(shí)際需要對(duì)日志文件的發(fā)送進(jìn)行規(guī)范，以保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)。在同步分發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中，日志文件的應(yīng)用是為了保證嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)過程中的數(shù)據(jù)安全。因此在服務(wù)器端，除去數(shù)據(jù)安全保護(hù)與文件規(guī)范方面的影響，日志文件與沖突檢測(cè)的聯(lián)系更為緊密。日志文件在上傳捕獲的過程中，數(shù)據(jù)沖突檢測(cè)同時(shí)進(jìn)行，相對(duì)于發(fā)送下載的同一途徑，2條途徑下的沖突檢測(cè)在檢測(cè)效率與檢測(cè)質(zhì)量上更具優(yōu)勢(shì)?？蛻舳嗽诮邮盏饺罩疚募盘?hào)后，隨即發(fā)送確認(rèn)信號(hào)，回應(yīng)并接受日志文件，最終將其下載，并解析更新到本地嵌入式數(shù)據(jù)庫中，隨后又將日志文件刪除，恢復(fù)循環(huán)監(jiān)聽狀態(tài)。至此，客戶端的功能得到基本實(shí)現(xiàn)。

3.2.2 服務(wù)器端功能的實(shí)現(xiàn)

在同步分發(fā)系統(tǒng)服務(wù)端功能的實(shí)現(xiàn)中，通常情況下需要在進(jìn)程服務(wù)上與客戶端建立1對(duì)1聯(lián)系，避免多個(gè)客戶端同時(shí)向服務(wù)器發(fā)送日志文件，導(dǎo)致數(shù)據(jù)沖突情況的發(fā)生。服務(wù)器端，需要接受來自客戶端的日志文件，并對(duì)這些信息進(jìn)行解析檢測(cè)，檢測(cè)無異常情況后才存入到本地磁盤中。若發(fā)生異常情況，如數(shù)據(jù)沖突，則會(huì)將該日志文件舍棄，并反饋給客戶端。在服務(wù)端發(fā)送日志文件給客戶端的過程中，通常根據(jù)服務(wù)器的實(shí)際情況決定文件發(fā)送的時(shí)間，以此來保證服務(wù)器的接受效率不受影響。

4 嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)系統(tǒng)的發(fā)展方向

4.1 兼容性

在嵌入式數(shù)據(jù)庫實(shí)際應(yīng)用過程中，數(shù)據(jù)庫的操作對(duì)于操作系統(tǒng)的要求較高，操作系統(tǒng)的與數(shù)據(jù)庫的差異性，對(duì)于同步分發(fā)功能的實(shí)現(xiàn)以及實(shí)現(xiàn)程度具有較大影響。因此在后續(xù)同步分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)發(fā)展過程中，要進(jìn)一步提升系統(tǒng)的兼容性程度。不僅僅在于同步分發(fā)系統(tǒng)的選擇、硬件配套設(shè)施的兼容性，更要注重系統(tǒng)安全與效率的提升，以此滿足現(xiàn)階段市場(chǎng)發(fā)展對(duì)于嵌入式數(shù)據(jù)庫的實(shí)際需要。

4.2 服務(wù)性

同步分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用立足于社會(huì)發(fā)展需要，面對(duì)比傳統(tǒng)環(huán)境更為復(fù)雜的嵌入式環(huán)境，在實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中其具體要求也隨之提高。在此背景下，推動(dòng)嵌入式數(shù)據(jù)庫同步分發(fā)技術(shù)向服務(wù)化方向發(fā)展。一方面需明確該系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展?jié)M足市場(chǎng)需求，服務(wù)社會(huì)發(fā)展的基本定位；另一方面，在保障系統(tǒng)應(yīng)用安全效率的前提下，縮減系統(tǒng)運(yùn)行成本，降低系統(tǒng)應(yīng)用門檻，能夠推動(dòng)同步分發(fā)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)該技術(shù)向市場(chǎng)推廣，間接帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，有深遠(yuǎn)持久的實(shí)際意義。

5 結(jié) 論

現(xiàn)階段，面對(duì)嵌入式環(huán)境的復(fù)雜性，同步分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)難度隨之增加。在此背景下，為滿足市場(chǎng)對(duì)嵌入式設(shè)備及數(shù)據(jù)庫信息處理能力的實(shí)際需要，助力信息傳遞共享，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同步分發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要立足于社會(huì)發(fā)展需要，集中于現(xiàn)階段的技術(shù)瓶頸，展開技術(shù)突破與應(yīng)用推廣，推動(dòng)同步分發(fā)技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用的可持續(xù)發(fā)展。