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1、电子浅析DM3数据库体系的策略简要：本篇文章是由 ?电子测量与仪器学报? 发表的一篇电子论文，(月刊)创刊于1987年，是经国家科委批准，由中国科协主管，中国电子学会主办的国内外公开发行的国家级学术刊物。 始终本篇文章是由?电子测量与仪器学报?发表的一篇电子论文，(月刊)创刊于1987年，是经国家科委批准，由中国科协主管，中国电子学会主办的国内外公开发行的国家级学术刊物。 始终以促进电子测量技术学科事业的开展为宗旨，致力于及时反映本学科的科研新成果，沟通国内外相关专业科技人员间的信息交流，鼓励首创精神、倡导理论联系实际的优良学风，为将先进的科学技术转化为先进的生产力，出成果、出人才提供了一个学
2、术平台。【摘 要】随着经济的开展,企业的规模越来越大,其积累的信息也越来越多。存在着各部门所处理的信息多数只对本部门有效,仅有少数信息需给其它某些部门共享的问题。这种信息的分布性和独立性要求对所处理的数据进行分类,使各部门既能独立地处理本部门大多数数据,也使部门间能协调处理跨部门的事务。在这种情况下,对整个企业建立一个完全的紧密耦合的分布式数据库是很困难的,也是没必要的,特别是大型企业,这样的数据库的效率往往是很低的。为解决这个问题,我们采用以下策略:每个部门使用一套紧密耦合的数据库系统,而在存在跨部门事务处理的数据库系统间用一个协调器联起来。这样就组成了一个横跨整个企业,各部门高度自治的联邦
3、数据库系统。本文主要介绍多DM3数据库系统间的信息共享机制。【关键词】DM3数据库 互联机制 设计多数据库系统是分布式数据库系统的一个重要分支,是一个新兴的数据库研究领域。随着企业规模的不断扩大,各部门所需信息既相互交错,又相对独立。这就要求各部门所用的数据库既能高度自治地工作,又能进行信息共享。DM2是采用客户/效劳器模型,客户机与效劳器,效劳器与效劳器均通过网络互连,通过消息相互通讯,组成一个紧密耦合的分布式数据库系统。它的工作流程如下:客户机登录到一台效劳器上,这台效劳器便成为它的代理效劳器;它接收来自客户机的消息,然后根据全局数据字典决定是自己独立完成该操作,还是与其它效劳器协作处理这
4、条消息,处理完成之后,再由代理效劳器将处理结果返回给客户机。由于DM2上各个效劳器站点的全局字典完全相同,任何全局表的信息都会记入全局字典。假设用它来构建一个企业的数据库系统,那么大量只对企业某部门有用的信息将会充满在各部门所有效劳器的全局字典中,增加了冗余。而且,当对全局表进行DDL操作时,为了确保全局字典的一致性,须对所有效劳器的全局字典进行加锁。DM2对全局字典的封锁方式是采用令牌环方式,即令牌绕虚环(非实环)传输,某个效劳器想对全局字典进行操作,必须等令牌到达该效劳器才可以执行。每个部门建立的全局表绝大多数只对本部门有用,当对这些表进行DDL操作时,却要对所有效劳器的全局字典进行封锁,
5、通过令牌来实现对全局字典的互斥访问。这严重损害了数据库的效率论文发表。为弥补以上缺乏,在DM2的改良版本DM3中增加了协调器,用以联接各个独立的DM3数据库子系统,并协调各子系统间的各种关系,使各子系统既能高度自治地工作,又能进行有效的信息共享。一、多数据库体系结构本系统可看作多个数据库子系统被协调器联起来的,高度自治的一个联邦数据库系统。其中,每个子系统独立处理本系统内部的事务,而子系统间的信息共享由复制技术提供,副本间的一致性由协调器协调处理,处理所需的信息在初始化时写入协调器的组间数据字典中。当对某子系统中的一份数据副本进行修改时,该子系统会将修改通知协调器,由协调器对该数据的其它副本进
6、行修改,从而保证了所有副本的一致性。由以上可知,子系统彼此并不直接接触,而是各自都与协调器直接相联,由协调器统一管理子系统间的通信。这样,当子系统对副本进行修改时,不必关心相应的子系统处于何种状态,也不必等待回应消息,以及异常处理,所有这些都由协调器进行管理。因此,既提高了系统运行的效率,也保证了子系统的独立性。协调器主要有三大功能,首先,它对协调器和效劳器进行初始化,并将有关信息存入组间字典;其次,它管理不同子系统间的通信,维护副本的一致性;最后,它在子系统出现崩溃时,进行异常管理及恢复工作。二、多数据库互联机制的主要策略多个DM3系统间的信息共享是通过副本实现的,副本的一致性是由协调器来维
7、持的,是一种弱一致性。通常,多数据库系统间的一致性是通过协调器周期性地访问效劳器的日志来完成的。由于副本的更新带有随机性,因此,假设采用这种方法,可能数据被修改屡次,但其相对应的副本仍未被修改,这样就损害了数据的一致性;也可能数据并未被修改,但协调器已屡次访问了效劳器的日志了,这样就降低了系统的效率。所以,本系统采用的方法是当数据被修改时,由效劳器通知协调器有关信息,再由协调器通知相关系统,修改相关数据。这样,数据的修改及时(仍然是弱一致性),而协调器也不会在数据未被修改的情况下访问效劳器,提高了准确性。为了使协调器正常工作,我们对底层数据库管理系统DM2进行了修改。在基表控制块TV_CTRL
8、_BLOCK中增加一项IsReplication。建表时,该项初始化为false;当为该表建立一个副本时,该项赋值为true。具体算法如下。1、初始化算法。协调器:从用户或应用程序接收待连接的两个系统中的效劳器名,需复制的表名;分别登录到两个系统的效劳器上;向存有待复制表的效劳器发预复制消息;等待效劳器消息;假设失败,发一条失败的消息给效劳器和用户或应用程序;假设成功,从消息中取出待复制表的有关信息,根据这些信息,发一条建表消息给另一个系统的效劳器;等待效劳器消息;假设失败,发一条失败的消息给效劳器和用户或应用程序;假设成功,调数据转移程序,进行数据复制;将有关信息写入组间字典,退出。计算机论
9、文效劳器:当效劳器收到预复制消息后,将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为true。同时,取出待复制表的有关信息,组成应答消息发给协调器。当效劳器收到失败的消息后,将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为false。2、维护算法。协调器:从组间字典读出相关信息,根据这些信息,登录到相应系统上;等待消息;从某系统的效劳器上收到一条修改消息后,通过查找组间字典,确定该消息的目的地,然后将它转发过去;假设失败,定时重发。效劳器:1)等待消息;2)当收到某客户或应用程序的消息后,检查它是否是修改数据的操作(如delete,update或
10、insert等);假设是,检查基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication是否为true;假设是,向协调器发修改消息;继续执行效劳器程序的其它局部。3、恢复算法。假设协调器所联接的系统中有一个跨掉了,那么对副本的修改无法及时地反映到跨掉的系统中来。这时,需要恢复算法来进行处理。协调器:当协调器发现有一个系统已经崩溃后,采取以下步骤。将与该系统相关的变量open赋值为false;翻开记时器;等待消息;假设收到的消息是其它系统发出的修改崩溃了的系统上的副本的命令,那么依次将这些消息存储起来;假设收到的消息是记时器发出的时间到的消息,那么向崩溃的系统发登录命令;假设登录成功,将open的值改为true;将存储的消息依次发送过去;假设登录失败退出。我们曾在三个DM3数据库系统上,用两个协调器进行联接。结果,运行情况良好,各副本最终都能保证一致,且各副本间存在差异的时间间隔很短。另外,在出现异常的情况下,协调器也能正常工作。
