移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性維護策略探究

白明宇

（遼寧交通高等專科學(xué)校，遼寧 沈陽 110122）

移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性維護策略探究

白明宇

（遼寧交通高等?？茖W(xué)校，遼寧 沈陽 110122）

移動數(shù)據(jù)庫是架設(shè)在移動計算環(huán)境下的一種數(shù)據(jù)庫類型，在移動計算環(huán)境的支持下，人們可以通過各種移動應(yīng)用，隨時隨地訪問移動數(shù)據(jù)庫中的各種數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)需求。而移動數(shù)據(jù)庫的維護工作中，對數(shù)據(jù)對象的一致性維護，是最重要的移動事務(wù)之一。文章從對移動數(shù)據(jù)庫的分析入手，探究如何通過移動事務(wù)處理技術(shù)來維護移動數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對象的一致性。

數(shù)據(jù)；移動數(shù)據(jù)庫；移動計算環(huán)境；移動事務(wù)

1 移動數(shù)據(jù)庫現(xiàn)狀分析

在數(shù)據(jù)庫研究領(lǐng)域，一般將移動數(shù)據(jù)庫看作是分布式數(shù)據(jù)庫的衍生產(chǎn)品，是在分布式數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。移動數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫在特點上有很多相似的地方，移動數(shù)據(jù)庫的發(fā)展，是對分布式數(shù)據(jù)庫的一種推廣應(yīng)用，而分布式數(shù)據(jù)庫，則是一種特殊的移動數(shù)據(jù)庫。與分布式計算環(huán)境不同的是，移動計算環(huán)境中，不再假設(shè)各個計算節(jié)點之間通過固定的網(wǎng)絡(luò)進行連接，不再需要保持網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)連續(xù)性。移動計算系統(tǒng)的特點是，摒棄了固定的網(wǎng)絡(luò)連接，用戶不再需要停留在固定的計算節(jié)點上，整個計算系統(tǒng)是由多個固定節(jié)點和移動節(jié)點組成，用戶計算機可以出現(xiàn)在任何需要的地方，并隨時處在移動中，用戶計算機通過通信網(wǎng)絡(luò)保持和固定節(jié)點或者其他移動節(jié)點之間的連接，這可以讓用戶在任何需要的地點和時間訪問移動數(shù)據(jù)庫。

在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，固定網(wǎng)絡(luò)同兩種節(jié)點之間建立連接，一種是傳統(tǒng)的固定節(jié)點（FH），而另一種節(jié)點，則加裝了無限通訊接口，它是移動數(shù)據(jù)系統(tǒng)實現(xiàn)的根本，也就是支持無線網(wǎng)絡(luò)單元的移動節(jié)點（MSS）。MSS和FH之間通過固定的高速網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)連接，保證了通訊的流暢，而MSS支持的每一個無線單元中，同時保有多個移動計算機，移動計算機通過和MSS之間的連接，連接到FH上，最終實現(xiàn)和固定高速網(wǎng)絡(luò)的連接。移動計算機在移動情況下仍能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)連接的基礎(chǔ)，就是通過任意MSS都可以連接到固定高速網(wǎng)絡(luò)，而且在無線單元之中進行移動，或者是無線單元之間進行切換時，數(shù)據(jù)連接不會被切斷。

2 移動事務(wù)處理技術(shù)

數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)訪問功能的根本，就是事務(wù)處理技術(shù)，而事務(wù)處理技術(shù)的基本功能，就是維護數(shù)據(jù)的一致性，在多個用戶同時訪問的情況下，用戶仍然能夠及時準(zhǔn)確地獲取到所需要的信息。在移動計算環(huán)境下，移動計算機發(fā)起的數(shù)據(jù)訪問被稱作為移動事務(wù)，移動事務(wù)具備分布事務(wù)的處理特點，一部分計算工作在移動計算機內(nèi)完成，而另外一部分，則需要傳輸?shù)焦潭ü?jié)點后，再進行計算。每一個移動事務(wù)都可以分解成多個子事務(wù)，而每一個子事務(wù)，也都是一個獨立存在的移動事務(wù)，這些子事務(wù)都可以進行獨立計算，并完成一些讀寫操作，但是每個子事務(wù)之間存在著偏序關(guān)系，對同一組數(shù)據(jù)進行操作時，必須遵循嚴(yán)格的先后關(guān)系。由于移動計算機在移動中需要在不同的無線單元之間進行切換，所以移動計算機正在操作的移動事務(wù)，也會隨之轉(zhuǎn)移到新的無線單元中，正在操作的事務(wù)狀態(tài)，各個數(shù)據(jù)運算的結(jié)果和情況，以及移動計算機的位置信息，都會跟隨轉(zhuǎn)移，同時在新的無線單元還要完成沒有完成的計算，這就要求必須保證數(shù)據(jù)的一致性，計算結(jié)果才能保證準(zhǔn)確。移動事務(wù)的移動屬性注定它要比一般事務(wù)更加復(fù)雜，這種移動屬性就決定了移動事務(wù)有各種被中斷的可能，所以必須采取相應(yīng)的措施，針對這個問題，有兩種不同的處理方案：一種是針對不需要再和用戶計算機進行交互的事務(wù)，這樣可以將事務(wù)上傳到固定節(jié)點，或者其他非移動計算機上進行處理，處理完成后再將結(jié)果返回給用戶。另一種是針對仍需要和用戶進行交互的事務(wù)，處理方案是，將需要用到的數(shù)據(jù)，在斷開連接之前下載到用戶達的移動計算機上，在用戶的移動計算機上完成處理，在移動計算機斷開連接之前，比如到達無線單元的邊緣之前，向移動數(shù)據(jù)庫發(fā)送終止數(shù)據(jù)協(xié)議，來告知數(shù)據(jù)庫移動計算機的正常退出，這樣，數(shù)據(jù)庫就可以免于處理因移動計算機斷開連接而引發(fā)的故障。

移動數(shù)據(jù)庫的運作，必須要有移動事務(wù)處理技術(shù)的支持，因此，非常有必要建立對應(yīng)的移動數(shù)據(jù)處理模型，來維護數(shù)據(jù)的一致性，根據(jù)數(shù)據(jù)一致性的不同類型，移動事務(wù)處理模型又可以分為三種：嚴(yán)格一致性事務(wù)處理模型、弱一致性事務(wù)處理模型和可變一致性事務(wù)處理模型。目前的移動計算系統(tǒng)中，為了維持?jǐn)?shù)據(jù)較高的處理效率，并且可用多個用戶同時、重復(fù)使用，雖采用的大多是弱一致性處理模型?？勺円恢滦允聞?wù)處理模型目前的應(yīng)用較少，這需要事務(wù)自身的是影響較強，容錯范圍較大，但是可變一致性事務(wù)處理模型，可以在最大程度上保證數(shù)據(jù)的可用性，并且提高事務(wù)處理的效率。

3 維護數(shù)據(jù)一致性

前文已經(jīng)提到，研究移動事務(wù)處理技術(shù)的根本，就是為了維護移動數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)一致性。移動數(shù)據(jù)庫建設(shè)的核心，就是滿足移動計算機用戶隨時隨地訪問數(shù)據(jù)的需求，如果訪問的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、不一致，那訪問也是沒有意義的。不同服務(wù)器之間數(shù)據(jù)的一致性，是實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)操作的基礎(chǔ)，維護數(shù)據(jù)的一致性，可以提高整個移動數(shù)據(jù)系統(tǒng)的效率，是移動計算機用戶在斷開連接的情況下仍舊可以操作數(shù)據(jù)庫。為了滿足上述的這些使用需求，復(fù)制和緩存技術(shù)是必不可少的，這是很多數(shù)據(jù)庫的選擇，而且數(shù)據(jù)廣播技術(shù)的應(yīng)用，還大大提高了數(shù)據(jù)系統(tǒng)的并行度。復(fù)制技術(shù)，指的是在不同的服務(wù)器之間進行數(shù)據(jù)同步操作，將存在于某一臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進行復(fù)制，并且分發(fā)給各個數(shù)據(jù)庫，這樣做的目的是保證每一個服務(wù)器上的數(shù)據(jù)一致，移動計算機在訪問每一個服務(wù)器時，進行計算的結(jié)果都是一樣的。復(fù)制技術(shù)的存在，減少了一些不必要的遠(yuǎn)程查詢和讀取工作，減少了網(wǎng)絡(luò)開銷，并且在一定程度上提高了數(shù)據(jù)庫的可用性。

復(fù)制技術(shù)是維護數(shù)據(jù)一致性的關(guān)鍵技術(shù)之一，同時也是支持移動計算機能夠在不連接數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的情況下操作數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù)。但是，移動計算系統(tǒng)中的服務(wù)器數(shù)量非常龐大，如果所有服務(wù)器都進行復(fù)制操作，其成本是不可想象的，而且盲目的復(fù)制很可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致，解決這一問題的關(guān)鍵，是兩級復(fù)制概念。在兩級復(fù)制中，第一級復(fù)制值得是服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)復(fù)制，第二級復(fù)制指的是移動節(jié)點上保存數(shù)據(jù)的復(fù)制。為了實現(xiàn)中斷數(shù)據(jù)連接后對數(shù)據(jù)庫的操作，Bayou系統(tǒng)采用了弱一致性復(fù)制原則，采用“讀取——所有——輸入——所有”的運作方式和漸進式的同步方法，使系統(tǒng)趨于一致，并且允許系統(tǒng)動態(tài)地增加或者是減少復(fù)制節(jié)點，同時優(yōu)化了不同復(fù)制服務(wù)器上新事務(wù)之間的沖突率。通過對復(fù)制機制的調(diào)整，減少服務(wù)器的開銷，同時保證移動數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性。

4 結(jié)語

建立在移動計算環(huán)境下的移動數(shù)據(jù)庫，其宗旨就是為了滿足移動用戶隨時隨地訪問數(shù)據(jù)，隨時隨地使用移動應(yīng)用的需求，而移動事務(wù)處理技術(shù)，則是保障數(shù)據(jù)一致性的根本。所以，要保證移動數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的一致性，就要提高移動事務(wù)的處理效率，通過復(fù)制和緩存技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合廣播技術(shù)將數(shù)據(jù)在各個服務(wù)器之間同步，保證用戶的有效讀取。

［1］林承軍，李石君.移動數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)廣播與數(shù)據(jù)更新并發(fā)執(zhí)行的數(shù)據(jù)一致性維護［J］.計算機工程與應(yīng)用，2004，40（4）：182-184.

Research on Data Consistency M aintenance Strategy in M obile Database System

BAI M ing-yu
（Liaoning Communication College，Shenyang，Liaoning 110122，China）

Mobile database is a kind of database type which is set up under the mobile computing environment.With the support of mobile computing environment，people can access various data in mobile database anytime and anywhere through various mobile applications to realize data requirements in different kinds of environment.In the maintenance of mobile databases，the maintenance of the consistency of data objects is one of the most important mobile transactions.This paper explores how to maintain the consistency of data objects in mobile databases by moving transaction processing from the analysis of mobile databases.

data；mobile database；mobile computing environment；mobile transaction

TP311.13

A

2095-980X（2017）06-0103-02

2017-05-17

白明宇（1985-），男，遼寧沈陽人，碩士，圖書館員，主要研究方向：情報科學(xué)。