利用C#實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫查詢

更新時間：2007年03月06日 00:00:00 作者：

隨著傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、計算機網(wǎng)絡和數(shù)字通信技術的飛速發(fā)展，以數(shù)據(jù)分布存儲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注。但由于其開發(fā)較為復雜，在一定程度上制約了它的發(fā)展?；诖?，本文提出了在.Net環(huán)境下使用一種新的開發(fā)語言C#結合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：

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

　　· 均衡負載。負載在各處理機間分擔，可避免臨界瓶頸。

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

　　· 可擴充性好。當需要增加新的相對自主的組織單位時，可在對當前機構影響最小的情況下進行擴充。

　　分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雖然有諸多優(yōu)點，但它同時也帶來了許多新問題。如：數(shù)據(jù)一致性問題、數(shù)據(jù)遠程傳遞的實現(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)變得較為復雜。幸運的是，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遠程處理框架能夠方便地解決數(shù)據(jù)、命令遠程傳遞問題；C#通過ADO.Net對數(shù)據(jù)庫進行操作，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，同時易于解決數(shù)據(jù)一致性問題。

　　2.1 .Net遠程處理框架

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

圖1 遠程處理過程

　　首先，服務器端創(chuàng)建一個服務器類的實例，遠程處理系統(tǒng)創(chuàng)建一個表示該類的代理對象，并向客戶端對象返回一個對該代理的引用。當客戶端調用方法時，遠程處理基礎結構連接檢查類型信息，并通過信道將該調用發(fā)送到服務器進程。偵聽信道獲得該請求并將其轉發(fā)給服務器遠程處理系統(tǒng)，服務器遠程處理系統(tǒng)查找（或在必要時創(chuàng)建）并調用被請求的對象。然后，此過程將反向進行，服務器遠程處理系統(tǒng)將響應捆綁成消息并由服務器信道發(fā)送到客戶端信道。最后，客戶端遠程處理系統(tǒng)通過代理將調用的結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)庫應用程序的解決方案。它使用離線數(shù)據(jù)結構，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)多個用戶同時訪問和修改數(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（實際上DataSet對象被設計成支持使用樂觀一致性控制機制），即數(shù)據(jù)行只有在數(shù)據(jù)庫中真正被更新時才會被鎖定，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)庫中更新這段時間內一直被鎖定。因此，使用ADO.Net能夠在更少的時間內響應數(shù)量巨大的用戶。

　　另外，在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，還會經(jīng)常遇到當用戶修改自從提取出來以來已經(jīng)被修改的行時，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兩個版本：原始版本和更新版本，在更新的記錄被寫回數(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)庫中的當前版本進行比較，如果兩個版本匹配，就在數(shù)據(jù)庫中更新記錄；否則，就會出現(xiàn)違反一致性原則的錯誤。

　　3 實例開發(fā)

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

　　3.1 系統(tǒng)設計

　　3.1.1系統(tǒng)結構圖

　　系統(tǒng)結構如圖2所示：

圖2 系統(tǒng)結構圖

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

　　3.1.2 系統(tǒng)實現(xiàn)步驟

　　系統(tǒng)實現(xiàn)分為三個主要步驟。首先，為總部和各分店設計數(shù)據(jù)庫。由于數(shù)據(jù)量較大，故采用SQL Server為每個分店創(chuàng)建銷售和庫存數(shù)據(jù)庫，同時為總部創(chuàng)建員工數(shù)據(jù)庫、整個連鎖店的存貨數(shù)據(jù)庫、信用卡客戶數(shù)據(jù)庫以及供應商信息數(shù)據(jù)庫等。其次，需要建立一個提供數(shù)據(jù)庫服務（DbServer）的動態(tài)鏈接庫（dll），將查詢時所要用到的一些服務（如：遠程對象的發(fā)布和獲取等）和函數(shù)（如：本地異地數(shù)據(jù)表的查詢、數(shù)據(jù)表的遠程創(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dll，以便查詢時對一些服務和函數(shù)進行調用。最后，根據(jù)實際需要開發(fā)客戶端查詢界面。

　　3.2系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵技術

　　3.2.1 遠程對象的發(fā)布與獲取

　　系統(tǒng)運行后所要做的第一個工作是發(fā)布本地的遠程對象并獲取其它各店所發(fā)布的遠程對象。發(fā)布遠程對象時，首先要設置一個網(wǎng)絡端口號，然后創(chuàng)建并注冊一個通道，最后發(fā)布該服務器端的激活對象。其它場地的服務器根據(jù)IP地址和網(wǎng)絡端口號即可方便地獲取所發(fā)布的遠程對象。實現(xiàn)遠程對象發(fā)布和獲取的關鍵代碼如下：

　　遠程對象的發(fā)布：

//創(chuàng)建一個通道實例,port為指定的網(wǎng)絡端口號
TcpChannel MyChannel= new TcpChannel (Int32.Parse(port));
//注冊通道
ChannelServices.RegisterChannel(MyChannel);
//發(fā)布該服務器端激活對象
RemotingConfiguration.RegisterWellKnownServiceType( typeof ( DbServer ), "STORE", WellKnownObjectMode.Singleton);
遠程對象的獲取：
//根據(jù)IP地址和端口號獲取相應的遠程對象
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 " + 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)導入DataSet對象中，在DataSet對象中可對數(shù)據(jù)表進行各種操作，而且DataSet對象本身也可遠程傳遞。這為開發(fā)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)帶來極大方便。實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫訪問的關鍵代碼如下所示：

//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；對于遠程查詢，只要獲取遠程對象后，調用查詢函數(shù)，即可方便地實現(xiàn)；最復雜的是聯(lián)合查詢，涉及到多場地之間數(shù)據(jù)的查詢、表的遠程創(chuàng)建、傳遞、連接、合并等技術。下面以實例介紹聯(lián)合查詢的實現(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商所供應的空調的庫存信息以便調貨，可通過以下步驟實現(xiàn)。首先，獲取總部以及第三、第四連鎖店所發(fā)布的遠程對象。接著，通過遠程對象在總部創(chuàng)建一臨時數(shù)據(jù)表t1，將查詢到的所有北京的供應商信息存放在t1表中（各分店只有供應商名，并不知其所在地，只有總部才有供應商的詳細信息），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，找出所有北京供應商所供應的空調庫存信息（如空調名稱、型號、個數(shù)、價格等信息），并將連接結果t2和t3數(shù)據(jù)表返回到第二連鎖店。最后對t2和t3兩表進行合并，并使用DataGrid控件顯示出來。上述實現(xiàn)中，包含了不同場地之間數(shù)據(jù)表的復制、傳遞、連接等，所用到的一些函數(shù)（如：遠程創(chuàng)建數(shù)據(jù)表、表與表間的遠程連接、合并等）都放在dll中，可以方便地調用。

　　4 結束語

　　利用C#的.Net Remoting技術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。

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