多平台移动数据库系统的自由软件实现

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1、多平台移动数据库系统的自由软件实现摘要：移动计算环境下设计和实现移动数据库系统面临居多问题，由此提出了一个基于自由软件、支持多平台和异构、优化的“移动数据库一同步组件一中央数据库”三级结构的设计和实现方案。着重论述了其中的关键技术，如移动数据库的层次封装、同步流程、并发奈件下的冲突检测算法、系统组建及优化。依该方案已开发出一个面向应用的测试系统，提供数据部署和同步、冲突处理及系统管理等功能，兼容并扩展了移动数据库应用编程规范。关键词：动数据库移动计算数据复制同步技术冲突处理1引言随着移动计算技术的发展，它在许多领域出现或展露具有广阔前景的应

2、用。如公共信息发布、位置相关查询、移动商务、未来战场指挥系统等，都依赖于移动数据库系统的支持移动数据库的发展将对人们使用信息的概念和模式带来全新的变革移动数据库技术在移动计算、普遍化计算领域属于有创新的技术。相关研究成果可以转化为拥有自主知识产权的高科技产品。因此对我国信息产业的发展有重要的现实和长远意义。本文从技术和产品的角度讨论了移动数据库系统开发和应用中面临的问题。同时给出了一个基于自由软件的设计和实现方案。作为例子，介绍了一个由Hopen、Sqlite、MobSync和PostgreSQL4组成的移动数据库系统，及其测试情况。最后总

3、结了该方案的技术特点，并提出了进一步的T作。2系统开发和应用面临的问题2.1技术上面临的问题在移动计算环境下，人们可以通过移动设备随时随地访问所需信息较之基于固定网络的传统分布计算环境，研究和开发移动计算环境下的数据库技术面临许多新的特点和困难，诸如计算平台的移动性、连接的频繁断接性、网络通讯的非对称性、系统的高伸缩性和低可靠性以及资源有限性等。移动数据库应支持移动用户即使存断接情况下也尽可能访问所需数据。完成数据查询和事务处理代表性的研究成果是复制／缓存技术和数据广播技术在采用基于复制的数据同步l引时。由于移动设备存储空间的限制或应用需要

4、，移动数据库(副本)通常对应中央数据库(主版本)的一个子集(同步集)同步过程包括上载和下载。上载将副本的更新提交到巾央数据库。下载则将同步集的更新应用到副本，同步使得系统趋于一致考虑到无线通讯带宽和成本的限制，采用增量数据同步方式，即只传输上次同步后修改的数据。在多用户情况下，多个副本对应一个同步集当不同副本修改同一数据并提交时，上载事务的不可串行化就引起冲突冲突是不可避免的，解决冲突的途径有冲突消解和副本回滚前者根据应用的预设策略消解冲突，使冲突事务满足可接受性规则从而可以提交：后者指令移动数据库回滚，撤销副本的修改提供多种回滚方案和可定

5、制策略的冲突消解接口能使用户根据具体应用灵活选择。为了获得较好的并发性能，中央数据库采用多版本数据库管理系统。讨论了由此产生的问题及对应的并发控制方案对基于时间戳的同步策略而言，系统应保证并发条件下时剧戳产生机制的逻辑合理性，并设计对应的冲突检测算法。此外，针对移动计算环境的特点，通讯安全、故障处理、查询优化等问题也需要特殊考虑2.2产品开发和应用中的问题移动数据库系统最终要走向应用从产品的角度而言，开发成本与周期、系统功能与性能、应用范围与前景无疑是着重关心的问题若从头研发一个功能完善的移动数据库系统，上述问题对希望进入的开发者无疑是制约

6、因素，在推广中还面临着客户对于产品可靠性、可定制和可维护性等方面的苛求同时，能得到广泛应用的系统还应该考虑对多平台和异构数据库的支持，并遵循一定的应用编程接口规范。3系统设计与实现3.1总体结构采用“移动数据库一同步组件一中央数据库”三级结构移动数据库具有占用内存小、可伸缩等适合移动设备的特点，支持事务处理，并拥有数据同步功能：同步组件运行于同步服务器上，作为枢纽以多种通信方式接受移动设备的同步请求，提供数据同步和系统管理功能：中央数据库为成熟可靠、并发性好的关系数据库管理系统其核心是嵌入式数据库引擎，封装层包括存取子层和同步子层存取子层屏

7、蔽了不同数据库引擎接口的差异，而向外提供统一的访问接口I，其符合《规范》的数据库级接口要求存取子层还包含依附于数据库引擎的日志和回滚功能子模块同步子层实现数据同步功能，包括同步控制、通信连接、数据解析等功能子模块，其封装接口II符合《规范》的同步连接级接口要求。由于接口I的封装，移动数据库可以使用不同的嵌入式数据库引擎，由于接口II的封装，移动设备可以使用符合上述封装接口的不同移动数据库此外，移动数据库对多平台的支持很大程度取决于数据库引擎因此，可选用支持多平台的数据库引擎，并按可移植性标准编写程序代码。同步组件MobSvnc采用多线程技术

8、，以模块化设计。通信模块负责通信连接及数据传输主线程为启动人口，以连接服务模块建立服务并响应移动设备的连接请求，同时交由线程控制模块分配服务线程服务线程的核心模块是同步控制模块，