MobiLink的移動數(shù)據(jù)庫同步技術研究

近年來，隨著移動計算技術的快速發(fā)展，智能手機、PDA等移動設備的普遍使用，使得數(shù)據(jù)同步技術在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，特別是在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中發(fā)揮了愈來愈大的作用[1-2]。數(shù)據(jù)同步技術可以使遠程數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫保持同步，達到共享數(shù)據(jù)和保持數(shù)據(jù)一致性的目的。MobiLink iAnywhere Solutions公司開發(fā)的基于會話的關系數(shù)據(jù)庫同步系統(tǒng)，它支持遠程數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫之間的雙向數(shù)據(jù)同步，非常適用于移動計算環(huán)境。
1 MobiLink同步系統(tǒng)
??? MobiLink是基于會話的同步系統(tǒng)，它允許在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫與多個遠程數(shù)據(jù)庫之間進行雙向數(shù)據(jù)同步[3]。統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫是可以支持任何ODBC標準的數(shù)據(jù)庫，保存了所有數(shù)據(jù)的主副本。遠程數(shù)據(jù)庫是Adaptive Server Anywhere數(shù)據(jù)庫或UltraLite數(shù)據(jù)庫，保存了部分數(shù)據(jù)的副本。通常，當MobiLink遠程站點請求與MobiLink同步服務器連接時，便開始了同步過程。同步期間，遠程站點的MobiLink客戶端將上載自上一次同步以來對遠程數(shù)據(jù)庫所作的更改。MobiLink同步服務器在接收到這些數(shù)據(jù)時開始更新統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，然后將統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中的更改下載到遠程數(shù)據(jù)庫。
1.1 MobiLink同步系統(tǒng)的結構
??? MobiLink同步系統(tǒng)的結構如圖1所示[4]：

??? (1)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫包含同步系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)的集中副本。
??? (2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫服務器，管理統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的服務器或DBMS。此服務器可以是Sybase公司的產(chǎn)品，如Adaptive Server Anywhere或Adaptive Server Enterprise，也可以是其他公司支持ODBC標準的DBMS(如Oracle，Microsoft SQL Server等)。
?? ?(3)ODBC，MobiLink同步服務器和統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫之間的所有通信都通過ODBC進行連接。ODBC使同步服務器可以連接多種統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
??? (4)MobiLink同步服務器，此服務器管理同步過程并提供所有MobiLink客戶端與統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫服務器之間的接口。
??? (5)網(wǎng)絡，MobiLink同步服務器與MobiLink客戶端或UltraLite之間的連接，可以使用多種協(xié)議。
??? (6)MobiLink同步客戶端，通過網(wǎng)絡與MobiLink同步服務器進行連接，是遠程數(shù)據(jù)庫與MobiLink同步服務器之間進行通信的接口。
??? (7)遠程數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫包含同步系統(tǒng)中部分數(shù)據(jù)的副本。
1.2 MobiLink同步系統(tǒng)的特性[4]
??? MobiLink同步系統(tǒng)具有很強的適應性和靈活性。其關鍵特性如下：
??? (1)數(shù)據(jù)協(xié)調，MobiLink可以為同步過程選擇數(shù)據(jù)的特定部分，并解決不同數(shù)據(jù)庫之間的更改沖突。同步過程由編寫為SQL、Java或.NET應用程序的同步邏輯控制。同步邏輯的每個單元稱為1個腳本。例如，可以使用腳本指定如何將上載的數(shù)據(jù)應用到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中，并指定下載內容，以及處理統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫與遠程數(shù)據(jù)庫之間不同的模式和名稱。
??? (2)自動化，MobiLink具備多種自動化功能。可以指導MobiLink同步服務器生成適合于快照同步的腳本，或者生成示例同步腳本。它還可以自動添加需要鑒定的用戶。服務器啟動的同步系統(tǒng)允許將數(shù)據(jù)更新推送到遠程數(shù)據(jù)庫。
??? (3)監(jiān)控和報告，MobiLink提供了2種同步監(jiān)控機制：MobiLink監(jiān)控器和統(tǒng)計腳本。可以監(jiān)控腳本、模式內容、行數(shù)的值、腳本名稱、轉換的腳本內容以及行值。
??? (4)性能調優(yōu)，調優(yōu)MobiLink性能的機制有多種。例如，可以調優(yōu)爭用程度、上載高速緩存大小、數(shù)據(jù)庫連接數(shù)、工作線程數(shù)、日志詳細程度或BLOB高速緩存的大小。
??? (5)雙向同步，可以在任意位置對數(shù)據(jù)庫進行更改。
??? (6)僅上載同步或僅下載同步，可以選擇僅執(zhí)行上載或僅執(zhí)行下載。
??? (7)基于文件的下載，可以將下載作為文件分發(fā)，從而實現(xiàn)了脫機分發(fā)同步更改。只需1次創(chuàng)建文件，然后將其廣泛分發(fā)。
??? (8)服務器啟動的同步，可從統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫啟動MobiLink同步。這意味著可以將數(shù)據(jù)更新推送到遠程數(shù)據(jù)庫，并讓遠程數(shù)據(jù)庫將更新數(shù)據(jù)上載到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中。
??? (9)通信流的選擇，同步可以通過TCP/IP、HTTP或HTTPS執(zhí)行。Palm設備可以通過HotSync同步。Windows CE設備可以使用ActiveSync同步。
??? (10)遠程啟動，可以在遠程數(shù)據(jù)庫啟動該數(shù)據(jù)庫和統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫之間的同步。
??? (11)基于會話，對所有更改的上載和下載都分別在單個事務中完成。每次同步成功完成后，統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和遠程數(shù)據(jù)庫將保持一致。
??? (12)事務完整性，要么同步全部事務、要么不進行任何同步。確保了每個數(shù)據(jù)庫的事務完整性。
??? (13)數(shù)據(jù)一致性，MobiLink使用松散一致性策略來進行操作。所有更改經(jīng)過一段時間后，將在每個站點中保持一致，從而實現(xiàn)同步，但在任一瞬時不同的站點可能擁有不同的數(shù)據(jù)副本。
??? (14)范圍廣泛的硬件和軟件平臺，多種廣泛使用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都可以用作MobiLink統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫：Adaptive Server Anywhere、Adaptive Server Enterprise、Oracle、Microsoft SQL Server 或 IBM DB2等。遠程數(shù)據(jù)庫可以是Adaptive Server Anywhere數(shù)據(jù)庫或UltraLite數(shù)據(jù)庫。MobiLink同步服務器可在Windows或UNIX平臺上運行。Adaptive Server Anywhere可在Windows、Windows CE或UNIX計算機上運行。UltraLite可在Palm、Windows CE或基于Java的設備上運行。
??? (15)靈活性，MobiLink同步服務器使用SQL、Java或.NET腳本來控制數(shù)據(jù)的上載和下載。該腳本在每次同步期間將根據(jù)事件模型執(zhí)行。通過基于事件的腳本編寫這種方式，為同步過程的設計提供了很大的靈活性，包括如解決沖突、錯誤報告和用戶鑒定等功能。
??? (16)可伸縮性，MobiLink同步是可伸縮的：1個服務器可以處理數(shù)千個共存的同步，而通過負載平衡可以同時運行多個MobiLink服務器。MobiLink同步服務器是多線程的，可對統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫使用連接池，并提供大量的監(jiān)控和報告工具。
2 使用MobiLink進行移動數(shù)據(jù)庫同步
??? 本文主要目的在于研究利用MobiLink同步技術，在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和移動數(shù)據(jù)庫之間進行數(shù)據(jù)同步的方法。但在MobiLink的幫助文檔中，對于如何在Windows CE平臺中啟動MobiLink客戶端沒有給出明確說明，研究中發(fā)現(xiàn)，Windows CE中的MobiLink客戶端不能有效地傳遞參數(shù)，同時使用觸摸筆輸入?yún)?shù)也很不方便。經(jīng)過研究提出了一種利用快捷方式文件啟動的解決方法。
??? 本文選用Sybase公司的Adaptive Server Anywhere分別作為統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫和遠程數(shù)據(jù)庫。Adaptive Server Anywhere是基于事務的關系數(shù)據(jù)庫，適用于個人和工作組，可以在多種操作系統(tǒng)上運行，包括各種Windows和UNIX操作系統(tǒng)以及Novell NetWare操作系統(tǒng)。
2.1 資源配置
??? (1)工作平臺和軟件環(huán)境
??? 硬件平臺：PC機和Windows CE移動設備。統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫：Adaptive Server Anywhere 9.0，在PC機安裝SQL Anywhere Studio 9.0。移動數(shù)據(jù)庫：Adaptive Server Anywhere 9.0，通過SQL Anywhere for Windows CE部署選項將Adaptive Server Anywhere部署到Windows CE設備上。網(wǎng)絡：TCP/IP。
??? (2)準備數(shù)據(jù)庫
??? 統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫：用Sybase Central在PC機創(chuàng)建1個統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫consol.db。遠程數(shù)據(jù)庫：用Sybase Central為Windows CE創(chuàng)建1個遠程數(shù)據(jù)庫remote.db。

2.2 系統(tǒng)初始化
2.2.1 填充數(shù)據(jù)庫[5]
??? (1)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫
??? 在數(shù)據(jù)庫服務器dbsrv9上啟動數(shù)據(jù)庫consol.db后，通過Sybase Central連接到數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建一個名為student的表，只添加屬性SId和SName，不填充數(shù)據(jù)。
??? (2)遠程數(shù)據(jù)庫
??? 啟動Windows CE上的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫服務器，并在服務器啟動遠程數(shù)據(jù)庫remote.db。然后用Sybase Central通過網(wǎng)絡連接到遠程數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建一個名為student的表，添加與統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫中的表student相同的屬性，并添加記錄。
2.2.2 創(chuàng)建數(shù)據(jù)源
??? (1)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫
??? 用ODBC管理器為統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫consol創(chuàng)建數(shù)據(jù)源test_consol。
??? (2)遠程數(shù)據(jù)庫
??? 由于Windows CE沒有ODBC管理器，因此為遠程數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建文件數(shù)據(jù)源。創(chuàng)建名為student.dsn的文本文件，填充如下內容：
??? [ODBC]
??? uid=dba
??? pwd=sql
??? enginename=remote
??? databasename=remote
2.2.3 準備同步
??? (1)遠程數(shù)據(jù)庫
??? 通過Sybase Central連接到遠程數(shù)據(jù)庫，為表student創(chuàng)建一個新的發(fā)布stu_pub。創(chuàng)建MobiLink用戶ml_student，為該用戶預定發(fā)布stu_pub。設置同步預定ml_student的屬性，在Connection選項卡中分別設置PC機的IP地址和MobiLink服務器啟動的端口號。
??? (2)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫
??? 通過MobiLink Synchronization連接到統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫，在表->DBA中將student表添加到同步表中，新建版本default。
??? 在同步表中選擇student表，為其添加如下腳本。
??? Download_cursor
??? SELECT SId， SName FROM student
??? Upload_insert
??? INSERT INTO student(SId， SName) VALUES (?，?)
??? Upload_update
??? UPDATE student SET SName =? WHERE SId =?
??? Upload_delete
??? DELETE FROM student WHERE SId =?
2.3 啟動同步
2.3.1 啟動MobiLink服務器
??? 在PC機命令提示符中運行如下命令：
??? dbmlsrv9-c“dsn=test_consol”-o mlserver.mls-v+-dl-x tcpip(port=2639)-za-zu+
2.3.2 啟動MobiLink客戶端
??? 針對Adaptive Server Anywhere遠程數(shù)據(jù)庫，MobiLink提供了2種客戶端，(1)用于支持Win32平臺；(2)用于支持Windows CE平臺。在2種平臺中MobiLink客戶端文件名都為dbmlsync的命令行程序。
??? 在Win32平臺中啟動MobiLink客戶端有2種方法：
??? (1)直接運行程序dbmlsync，如圖2所示，在這個設置界面中設置好相關參數(shù)后即可啟動同步。

??? (2)在命令提示符中運行如下命令：
??? dbmlsync-c “dsn=student”-e “sch=EVERY:00:05”
??? 與Win32平臺不同的是，一方面Windows CE平臺不支持命令行程序；另一方面Windows CE平臺中的MibiLink客戶端輸入相關參數(shù)后仍然不能順利實現(xiàn)同步，而且在只有觸摸筆的Windows CE設備中輸入?yún)?shù)很不方便。
??? 為了解決這個問題，本文采用了快捷方式文件啟動的方法。在Windows CE中創(chuàng)建名為sync.lnk的文本文件，內容如下：100#“Program FilesSybaseASA9dbmlsync.exe” -c “dsn=student” -e “sch=EVERY:00:05”。
??? 這是一個指向dbmlsync的快捷方式文件，同時在文件中提供了程序運行所需要的參數(shù)，運行這個文件即可成功實現(xiàn)同步。同步后的狀態(tài)如圖3所示。

3 應用前景
??? MobiLink可以應用于具有以下要求的同步系統(tǒng)：
??? (1)大量數(shù)據(jù)庫，MobiLink可用于支持大量的遠程數(shù)據(jù)庫。在單個系統(tǒng)中，可支持數(shù)以千計的遠程數(shù)據(jù)庫。
??? (2)不定時連接，MobiLink支持不定時連接或間接連接到服務器所在網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫。
??? (3)靈活的同步調度，應用程序按指定的間隔(幾分鐘、幾小時或幾天)進行連接和同步。
??? (4)低或中等容量，每次只能給遠程站點準備1個下載信息。在MobiLink系統(tǒng)中，如果數(shù)據(jù)量很大，就會造成較長的連接時間，因為遠程站點在同步完成之前不能斷開連接。
??? (5)異類數(shù)據(jù)庫，MobiLink支持將許多常用的關系數(shù)據(jù)庫用作統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫。遠程站點的模式可以與統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的模式不同，因為可通過編寫腳本來控制同步過程。
??? 隨著移動計算技術、無線通信技術和移動數(shù)據(jù)庫技術的飛速發(fā)展，MobiLink數(shù)據(jù)庫同步技術將會在移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用。
??? 本文在分析了MobiLink數(shù)據(jù)庫同步技術原理的基礎上，研究了通過MobiLink來實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)庫同步的方法，并利用快捷方式文件解決了Windows CE中MobiLink客戶端不能有效傳遞參數(shù)和輸入不便的問題，最后對MobiLink同步技術的應用前景提出了展望。