移動數據庫系統中的數據一致性維護策略探究

白明宇

（遼寧交通高等專科學校，遼寧 沈陽 110122）

移動數據庫系統中的數據一致性維護策略探究

白明宇

（遼寧交通高等專科學校，遼寧 沈陽 110122）

移動數據庫是架設在移動計算環境下的一種數據庫類型，在移動計算環境的支持下，人們可以通過各種移動應用，隨時隨地訪問移動數據庫中的各種數據，以實現不同環境下的數據需求。而移動數據庫的維護工作中，對數據對象的一致性維護，是最重要的移動事務之一。文章從對移動數據庫的分析入手，探究如何通過移動事務處理技術來維護移動數據庫中數據對象的一致性。

數據；移動數據庫；移動計算環境；移動事務

1 移動數據庫現狀分析

在數據庫研究領域，一般將移動數據庫看作是分布式數據庫的衍生產品，是在分布式數據庫的基礎上發展而來的。移動數據庫和分布式數據庫在特點上有很多相似的地方，移動數據庫的發展，是對分布式數據庫的一種推廣應用，而分布式數據庫，則是一種特殊的移動數據庫。與分布式計算環境不同的是，移動計算環境中，不再假設各個計算節點之間通過固定的網絡進行連接，不再需要保持網絡的持續連續性。移動計算系統的特點是，摒棄了固定的網絡連接，用戶不再需要停留在固定的計算節點上，整個計算系統是由多個固定節點和移動節點組成，用戶計算機可以出現在任何需要的地方，并隨時處在移動中，用戶計算機通過通信網絡保持和固定節點或者其他移動節點之間的連接，這可以讓用戶在任何需要的地點和時間訪問移動數據庫。

在移動數據庫系統中，固定網絡同兩種節點之間建立連接，一種是傳統的固定節點（FH），而另一種節點，則加裝了無限通訊接口，它是移動數據系統實現的根本，也就是支持無線網絡單元的移動節點（MSS）。MSS和FH之間通過固定的高速網絡實現連接，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，最終實現和固定高速網絡的連接。移動計算機在移動情況下仍能夠實現數據連接的基礎，就是通過任意MSS都可以連接到固定高速網絡，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，數據連接不會被切斷。

2 移動事務處理技術

數據庫實現訪問功能的根本，就是事務處理技術，而事務處理技術的基本功能，就是維護數據的一致性，在多個用戶同時訪問的情況下，用戶仍然能夠及時準確地獲取到所需要的信息。在移動計算環境下，移動計算機發起的數據訪問被稱作為移動事務，移動事務具備分布事務的處理特點，一部分計算工作在移動計算機內完成，而另外一部分，則需要傳輸到固定節點后，再進行計算。每一個移動事務都可以分解成多個子事務，而每一個子事務，也都是一個獨立存在的移動事務，這些子事務都可以進行獨立計算，并完成一些讀寫操作，但是每個子事務之間存在著偏序關系，對同一組數據進行操作時，必須遵循嚴格的先后關系。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，也會隨之轉移到新的無線單元中，正在操作的事務狀態，各個數據運算的結果和情況，以及移動計算機的位置信息，都會跟隨轉移，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據的一致性，計算結果才能保證準確。移動事務的移動屬性注定它要比一般事務更加復雜，這種移動屬性就決定了移動事務有各種被中斷的可能，所以必須采取相應的措施，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，這樣可以將事務上傳到固定節點，或者其他非移動計算機上進行處理，處理完成后再將結果返回給用戶。另一種是針對仍需要和用戶進行交互的事務，處理方案是，將需要用到的數據，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，向移動數據庫發送終止數據協議，來告知數據庫移動計算機的正常退出，這樣，數據庫就可以免于處理因移動計算機斷開連接而引發的故障。

移動數據庫的運作，必須要有移動事務處理技術的支持，因此，非常有必要建立對應的移動數據處理模型，來維護數據的一致性，根據數據一致性的不同類型，移動事務處理模型又可以分為三種：嚴格一致性事務處理模型、弱一致性事務處理模型和可變一致性事務處理模型。目前的移動計算系統中，為了維持數據較高的處理效率，并且可用多個用戶同時、重復使用，雖采用的大多是弱一致性處理模型。可變一致性事務處理模型目前的應用較少，這需要事務自身的是影響較強，容錯范圍較大，但是可變一致性事務處理模型，可以在最大程度上保證數據的可用性，并且提高事務處理的效率。

3 維護數據一致性

前文已經提到，研究移動事務處理技術的根本，就是為了維護移動數據庫中的數據一致性。移動數據庫建設的核心，就是滿足移動計算機用戶隨時隨地訪問數據的需求，如果訪問的數據不準確、不一致，那訪問也是沒有意義的。不同服務器之間數據的一致性，是實現移動數據操作的基礎，維護數據的一致性，可以提高整個移動數據系統的效率，是移動計算機用戶在斷開連接的情況下仍舊可以操作數據庫。為了滿足上述的這些使用需求，復制和緩存技術是必不可少的，這是很多數據庫的選擇，而且數據廣播技術的應用，還大大提高了數據系統的并行度。復制技術，指的是在不同的服務器之間進行數據同步操作，將存在于某一臺服務器上的數據進行復制，并且分發給各個數據庫，這樣做的目的是保證每一個服務器上的數據一致，移動計算機在訪問每一個服務器時，進行計算的結果都是一樣的。復制技術的存在，減少了一些不必要的遠程查詢和讀取工作，減少了網絡開銷，并且在一定程度上提高了數據庫的可用性。

復制技術是維護數據一致性的關鍵技術之一，同時也是支持移動計算機能夠在不連接數據網絡的情況下操作數據庫的關鍵技術。但是，移動計算系統中的服務器數量非常龐大，如果所有服務器都進行復制操作，其成本是不可想象的，而且盲目的復制很可能導致數據的不一致，解決這一問題的關鍵，是兩級復制概念。在兩級復制中，第一級復制值得是服務器之間的數據復制，第二級復制指的是移動節點上保存數據的復制。為了實現中斷數據連接后對數據庫的操作，Bayou系統采用了弱一致性復制原則，采用“讀取——所有——輸入——所有”的運作方式和漸進式的同步方法，使系統趨于一致，并且允許系統動態地增加或者是減少復制節點，同時優化了不同復制服務器上新事務之間的沖突率。通過對復制機制的調整，減少服務器的開銷，同時保證移動數據庫中數據的一致性。

4 結語

建立在移動計算環境下的移動數據庫，其宗旨就是為了滿足移動用戶隨時隨地訪問數據，隨時隨地使用移動應用的需求，而移動事務處理技術，則是保障數據一致性的根本。所以，要保證移動數據庫中數據的一致性，就要提高移動事務的處理效率，通過復制和緩存技術的應用，結合廣播技術將數據在各個服務器之間同步，保證用戶的有效讀取。

［1］林承軍，李石君.移動數據庫中數據廣播與數據更新并發執行的數據一致性維護［J］.計算機工程與應用，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。