使用C#完成分布式數(shù)據(jù)庫查詢

　　隨著傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)和分布處理為主要特征的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究和開發(fā)越來越受到人們的關(guān)注。但由于其開發(fā)較為復(fù)雜，在一定程度上制約了它的發(fā)展。基于此，本文提出了在.Net環(huán)境下使用一種新的開發(fā)語言C#結(jié)合ADO.Net數(shù)據(jù)訪問模型來開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，大大簡化了開發(fā)過程。

　　1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

　　就其本質(zhì)而言，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在邏輯上是統(tǒng)一的，而在物理上卻是分散的。與集中式數(shù)據(jù)庫相比它有如下主要優(yōu)點(diǎn)：

　　· 解決組織機(jī)構(gòu)分散而數(shù)據(jù)需要相互聯(lián)系的問題。

　　· 均衡負(fù)載。負(fù)載在各處理機(jī)間分擔(dān)，可避免臨界瓶頸。

　　· 可靠性高。數(shù)據(jù)分布在不同場地，且存有多個(gè)副本，即使個(gè)別場地發(fā)生故障，不致引起整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

　　· 可擴(kuò)充性好。當(dāng)需要增加新的相對自主的組織單位時(shí)，可在對當(dāng)前機(jī)構(gòu)影響最小的情況下進(jìn)行擴(kuò)充。

　　分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雖然有諸多優(yōu)點(diǎn)，但它同時(shí)也帶來了許多新問題。如：數(shù)據(jù)一致性問題、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳遞的實(shí)現(xiàn)、通信開銷的降低等，這使得分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)變得較為復(fù)雜。幸運(yùn)的是，微軟的.Net開發(fā)環(huán)境為我們提供了C#開發(fā)語言和ADO.Net數(shù)據(jù)訪問模型，結(jié)合兩者來開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠大大簡化開發(fā)工作。

　　2 遠(yuǎn)程處理框架和ADO.Net

　　開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要解決的兩個(gè)重要問題是：各場地間的數(shù)據(jù)通信以及對數(shù)據(jù)庫的操作及管理。使用C#結(jié)合ADO.Net能夠高效、可靠地解決這兩方面的問題。具體表現(xiàn)為，在C#中通過使用.Net遠(yuǎn)程處理框架能夠方便地解決數(shù)據(jù)、命令遠(yuǎn)程傳遞問題；C#通過ADO.Net對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，使分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)庫的各種操作變得高效、可靠，同時(shí)易于解決數(shù)據(jù)一致性問題。

　　2.1 .Net遠(yuǎn)程處理框架

　　實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和命令的遠(yuǎn)程傳遞有三種方式。第一種是使用報(bào)文或消息的方式，把要傳送的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為流格式，再通過套接字編程用報(bào)文的形式發(fā)送到遠(yuǎn)程主機(jī)。此種方法麻煩，不易實(shí)現(xiàn)。第二種是使用Web Service，即各遠(yuǎn)程主機(jī)提供一個(gè)數(shù)據(jù)庫查詢服務(wù)的Web Service。這種方式只能對單個(gè)場地進(jìn)行查詢，無法實(shí)現(xiàn)多場地的聯(lián)合查詢。第三種是使用.Net遠(yuǎn)程處理框架（.Net Remoting Framework）技術(shù)，它將遠(yuǎn)程調(diào)用的技術(shù)細(xì)節(jié)隱藏起來，服務(wù)程序只需通過簡單的設(shè)置就可以把本地對象變成為遠(yuǎn)程提供服務(wù)的遠(yuǎn)程對象，客戶端可以像訪問本地對象一樣透明地訪問遠(yuǎn)程對象，所有的消息、報(bào)文等都交給.Net Remoting對象處理，大大簡化了開發(fā)。遠(yuǎn)程處理的一般過程如圖1所示：

圖1 遠(yuǎn)程處理過程

　　首先，服務(wù)器端創(chuàng)建一個(gè)服務(wù)器類的實(shí)例，遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)創(chuàng)建一個(gè)表示該類的代理對象，并向客戶端對象返回一個(gè)對該代理的引用。當(dāng)客戶端調(diào)用方法時(shí)，遠(yuǎn)程處理基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)連接檢查類型信息，并通過信道將該調(diào)用發(fā)送到服務(wù)器進(jìn)程。偵聽信道獲得該請求并將其轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)，服務(wù)器遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)查找（或在必要時(shí)創(chuàng)建）并調(diào)用被請求的對象。然后，此過程將反向進(jìn)行，服務(wù)器遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)將響應(yīng)捆綁成消息并由服務(wù)器信道發(fā)送到客戶端信道。最后，客戶端遠(yuǎn)程處理系統(tǒng)通過代理將調(diào)用的結(jié)果返回給客戶端對象。

　　2.2 ADO.Net

　　ADO.Net以XML為核心，是.Net數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的解決方案。它使用離線數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)被緩存到數(shù)據(jù)集（DataSet）對象中，用戶無須鎖定數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)以XML格式保存。

　　2.2.1 ADO.Net管理數(shù)據(jù)一致性

　　在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，很可能出現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)訪問和修改數(shù)據(jù)的情況，因此，對于分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，數(shù)據(jù)一致性是不可或缺的。ADO.Net通過使用樂觀一致性方案來控制數(shù)據(jù)一致性（實(shí)際上DataSet對象被設(shè)計(jì)成支持使用樂觀一致性控制機(jī)制），即數(shù)據(jù)行只有在數(shù)據(jù)庫中真正被更新時(shí)才會(huì)被鎖定，而在悲觀一致性方案中，數(shù)據(jù)行在從被提取出來到在數(shù)據(jù)庫中更新這段時(shí)間內(nèi)一直被鎖定。因此，使用ADO.Net能夠在更少的時(shí)間內(nèi)響應(yīng)數(shù)量巨大的用戶。

　　另外，在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，還會(huì)經(jīng)常遇到當(dāng)用戶修改自從提取出來以來已經(jīng)被修改的行時(shí)，違反一致性原則。對此問題ADO.Net也作了很好地解決，即使用DataSet對象為每一條修改過的記錄維護(hù)兩個(gè)版本：原始版本和更新版本，在更新的記錄被寫回?cái)?shù)據(jù)庫之前，先要把數(shù)據(jù)集中記錄的原始版本與數(shù)據(jù)庫中的當(dāng)前版本進(jìn)行比較，如果兩個(gè)版本匹配，就在數(shù)據(jù)庫中更新記錄；否則，就會(huì)出現(xiàn)違反一致性原則的錯(cuò)誤。

　　3 實(shí)例開發(fā)

　　一個(gè)家用電器連鎖店設(shè)有一個(gè)總部和許多分店，總部和分店以及各分店之間經(jīng)常需要進(jìn)行各種信息的查詢（如：商品當(dāng)日價(jià)目表、各店銷售狀況和庫存信息等），對此組織機(jī)構(gòu)建立分布式數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)總部和各店信息的共享，便于統(tǒng)一管理。

　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　總部和各分店都配置了一臺(tái)具有固定IP的服務(wù)器，其它電腦通過集線器與服務(wù)器相連，總部和各分店的服務(wù)器通過通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來。

　　3.1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)步驟

　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分為三個(gè)主要步驟。首先，為總部和各分店設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。由于數(shù)據(jù)量較大，故采用SQL Server為每個(gè)分店創(chuàng)建銷售和庫存數(shù)據(jù)庫，同時(shí)為總部創(chuàng)建員工數(shù)據(jù)庫、整個(gè)連鎖店的存貨數(shù)據(jù)庫、信用卡客戶數(shù)據(jù)庫以及供應(yīng)商信息數(shù)據(jù)庫等。其次，需要建立一個(gè)提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)（DbServer）的動(dòng)態(tài)鏈接庫（dll），將查詢時(shí)所要用到的一些服務(wù)（如：遠(yuǎn)程對象的發(fā)布和獲取等）和函數(shù)（如：本地異地?cái)?shù)據(jù)表的查詢、數(shù)據(jù)表的遠(yuǎn)程創(chuàng)建和刪除、表間的連接和合并等）置入該dll中，各分店都需要使用這個(gè)dll，以便查詢時(shí)對一些服務(wù)和函數(shù)進(jìn)行調(diào)用。最后，根據(jù)實(shí)際需要開發(fā)客戶端查詢界面。

　　3.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

　　3.2.1 遠(yuǎn)程對象的發(fā)布與獲取

　　系統(tǒng)運(yùn)行后所要做的第一個(gè)工作是發(fā)布本地的遠(yuǎn)程對象并獲取其它各店所發(fā)布的遠(yuǎn)程對象。發(fā)布遠(yuǎn)程對象時(shí)，首先要設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)，然后創(chuàng)建并注冊一個(gè)通道，最后發(fā)布該服務(wù)器端的激活對象。其它場地的服務(wù)器根據(jù)IP地址和網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)即可方便地獲取所發(fā)布的遠(yuǎn)程對象。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對象發(fā)布和獲取的關(guān)鍵代碼如下：

　　遠(yuǎn)程對象的發(fā)布：

//創(chuàng)建一個(gè)通道實(shí)例,port為指定的網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)
TcpChannel MyChannel= new TcpChannel (Int32.Parse(port));
//注冊通道
ChannelServices.RegisterChannel(MyChannel);
//發(fā)布該服務(wù)器端激活對象
RemotingConfiguration.RegisterWellKnownServiceType( typeof ( DbServer ), "STORE", WellKnownObjectMode.Singleton);
遠(yuǎn)程對象的獲�。�
//根據(jù)IP地址和端口號(hào)獲取相應(yīng)的遠(yuǎn)程對象
try
{myDbServer=(DbServer)Activator.GetObject(typeof(DbServer),"tcp://"+ip+":"+p+"/STORE"); }
//捕捉異常
catch( NullReferenceException nullExp )
{MessageBox.Show( "指定的url地址不可到達(dá) " + nullExp.Message );}
catch( RemotingException remExp )
{MessageBox.Show( "指定獲得的對象定義不對" + remExp.Message );}

　　3.2.2數(shù)據(jù)庫的訪問

　　通過ADO.Net訪問數(shù)據(jù)庫，可以方便地連接數(shù)據(jù)庫，將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入DataSet對象中，在DataSet對象中可對數(shù)據(jù)表進(jìn)行各種操作，而且DataSet對象本身也可遠(yuǎn)程傳遞。這為開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)帶來極大方便。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問的關(guān)鍵代碼如下所示：

//建立數(shù)據(jù)庫的連接
string SqlConn = "Initial Catalog=Store;Data Source=Localhost;Userid=sa;Password=;";
SqlConnection Conn= new SqlConnection
(SqlConn);
Conn.Open();//打開數(shù)據(jù)庫
//將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到數(shù)據(jù)集對象
try{
DataSet ds = new DataSet();
DataTable dt=new DataTable("Result");
SqlDataAdapter adapter=new SqlDataAdapter();
SqlCommand mySqlDataSetCmd =new SqlCommand
(CmdString,Conn);//CmdString為要執(zhí)行的命令
adapter.SelectCommand= mySqlDataSetCmd;
adapter.Fill(dt);
ds.Tables.Add(dt); }
finally
{ Conn.Close();//關(guān)閉數(shù)據(jù)庫的連接} 

　　3.2.3 查詢

　　分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的查詢一般分為三類：本地查詢、遠(yuǎn)程查詢和聯(lián)合查詢。本地查詢和集中式數(shù)據(jù)庫的查詢沒什么區(qū)別；對于遠(yuǎn)程查詢，只要獲取遠(yuǎn)程對象后，調(diào)用查詢函數(shù)，即可方便地實(shí)現(xiàn)；最復(fù)雜的是聯(lián)合查詢，涉及到多場地之間數(shù)據(jù)的查詢、表的遠(yuǎn)程創(chuàng)建、傳遞、連接、合并等技術(shù)。下面以實(shí)例介紹聯(lián)合查詢的實(shí)現(xiàn)。

　　第二連鎖店要查詢離其較近的第三、第四連鎖店中所有北京的供應(yīng)商所供應(yīng)的空調(diào)的庫存信息以便調(diào)貨，可通過以下步驟實(shí)現(xiàn)。首先，獲取總部以及第三、第四連鎖店所發(fā)布的遠(yuǎn)程對象。接著，通過遠(yuǎn)程對象在總部創(chuàng)建一臨時(shí)數(shù)據(jù)表t1，將查詢到的所有北京的供應(yīng)商信息存放在t1表中（各分店只有供應(yīng)商名，并不知其所在地，只有總部才有供應(yīng)商的詳細(xì)信息），再將t1表保存到第三和第四連鎖店。然后讓t1表分別與兩店的庫存表作連接，找出所有北京供應(yīng)商所供應(yīng)的空調(diào)庫存信息（如空調(diào)名稱、型號(hào)、個(gè)數(shù)、價(jià)格等信息），并將連接結(jié)果t2和t3數(shù)據(jù)表返回到第二連鎖店。最后對t2和t3兩表進(jìn)行合并，并使用DataGrid控件顯示出來。上述實(shí)現(xiàn)中，包含了不同場地之間數(shù)據(jù)表的復(fù)制、傳遞、連接等，所用到的一些函數(shù)（如：遠(yuǎn)程創(chuàng)建數(shù)據(jù)表、表與表間的遠(yuǎn)程連接、合并等）都放在dll中，可以方便地調(diào)用。

　　4 結(jié)束語

　　利用C#的.Net Remoting技術(shù)能夠方便地解決各場地間數(shù)據(jù)的通信問題。另外，C#通過ADO.Net訪問數(shù)據(jù)庫，使得對數(shù)據(jù)庫的操作及管理變得更加高效、可靠。這兩種技術(shù)的使用，有效地解決了開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要問題，大大減輕了系統(tǒng)開發(fā)工作量，并且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性。