數據庫在分布式應用軟件中的應用與設計研究

洪曉彬

摘 要：分布式應用軟件的廣泛使用，促使了社會信息化水平得到提高。數據庫作為軟件重要組成部分，需要得到合理應用與設計?；谶@種認識，文章對數據庫在分布式應用軟件中的功能與操作問題展開了分析，采用數據分片技術實現數據庫設計，促使數據庫數據訪問、處理等能力得到提高，進一步滿足軟件的應用要求。

關鍵詞：數據庫；分布式應用軟件；數據分片技術

在當今醫療、教育、金融等多個領域，分布式應用軟件都得到了廣泛應用。在分布式應用軟件中，數據庫占據重要地位，需要實現合理應用和設計，才能保證軟件順利實現數據訪問和操作?！盎ヂ摼W+”時代下，分布式應用軟件需要面對海量數據信息操作和訪問需求，因此，加強數據庫的應用與設計研究，使數據庫充分發揮功能，有助于為數據的聚集和操作提供強有力的技術支撐。

1 數據庫在分布式應用軟件中的應用

1.1 數據庫功能

分布式應用軟件可以實現數據訪問和操作，而軟件各項功能的實現依賴于數據庫及其管理系統。為提高訪問效率，分布式應用軟件近年來開始采用并發訪問技術，使得大量用戶得以訪問數據庫。數據庫功能能否滿足軟件應用需求，關系到軟件數據操作處理效率。現階段，數據庫公司完成了大量數據庫產品的開發，如ORACLE，SQLServer等，能夠為分布式軟件提供數據插入、查詢、修改等功能，滿足軟件數據操作需求。例如，ORACLE數據庫作為分布式數據庫，同時也是關系數據管理系統的一種，能夠在分布式環境不同服務器上實現數據庫連接，為數據庫操作提供支持[1]。作為一種信息存儲、加工和組織工具，數據庫目前從無結構發展至網狀結構、關系結構，直至如今對象結構，其間經歷了數十年，陸續引進了數據倉庫、數據挖掘等技術，因此，在分布式軟件中應用具備豐富功能。首先，通過交互界面，軟件能夠實現信息輸入，在數據庫中進行數據保存，執行數據插入操作。在軟件界面上實現請求信息輸入，Web服務器會完成信息接收，按照服務規則解析邏輯業務請求，分離數據庫處理的信息，提出數據連接請求，完成訪問數據庫橋梁的建立。利用數據庫調用Insert命令，能夠對數據表、字段信息等各種數據進行插入，實現分布式管理信息添加，完成軟件更新操作。其次，執行Select操作，利用數據庫能夠進行信息查詢，無論失敗或成功都會反饋信息，通過將結果封裝在一起，供用戶實現信息查詢。再者，使用軟件可以對部分數據進行刪除，即通過執行相應操作完成數據刪除，成功會將數據狀態返回，失敗會提示數據被其他程序占用。在操作過程中，將涉及多個時間表，調用delete語句。最后，應用分布式軟件進行數據修改，可以采取與數據插入相似的操作方法，執行update語句。如果利用數據庫修改新值，無需對數據庫記錄進行修改，可以直接對數據內容進行修改[2]。

1.2 數據庫操作

分布式應用軟件利用數據庫進行分布式事務操作，需要將每個事務劃分為多個子事務，各事務需要利用多個命令操作。在實際應用時，需要集成分布在不同位置的數據庫，對各事務對應關聯場地進行加載，達到激活事務的目的。在操作過程中，需要對事務的獨立性、原子性和一致性進行保證，故需要解決兩個關鍵問題，即各場地局部數據集成和事務管理問題。從以往操作來看，主要采用移動Agent技術進行子事務的封裝。在分布式網絡中，由于Agent能夠實現自由移動，所以能夠達到事務處理場地，通過事務處理得到相應結果。根據Agent反饋的結果，可以實現任意事務與其他事務的分布式計算，將Agent移動至新場地完成相關運算，然后將數據計算結果統一返回至原場地[3]。由于數據需要在特定服務器上集中存儲，因此，在數據復雜度和規模不斷增加的情況下，數據庫服務器處理能力將逐步減弱，需要利用分布式存儲技術完成海量數據分散處理再進行統一管理。

2 數據庫在分布式應用軟件中的設計

2.1 整體架構設計

結合分布式應用軟件的數據庫操作需求，還需引入分片處理技術完成實時數據處理，按照一定規則完成全局數據劃分，即進行水平分片和垂直分片，在不同服務器節點上進行數據存儲，實現服務接口的提供[4]。在數據庫訪問過程中，可以根據請求內容進行對應分片服務接口的調用，使數據集中處理壓力得到減輕，并且使數據得到實時處理。相較于傳統數據庫架構，采用該技術能夠實現數據交叉冗余存儲，實現動態容錯，因此，能夠使軟件的可用性和可靠性得到提高。在實際設計時，還應采用面向服務的架構（Service-Oriented Architecture，SOA）完成微服務架構的建構。在分布式環境中，可以將業務邏輯拆分成粒度小的服務，完成細粒度應用級開發。通過將數據庫功能分解到各離散服務器中，可以實現方案解耦。利用服務器間接口和契約，可以聯系應用程序不同功能單元，得到高度內聚自治單元。根據分布式應用軟件功能需求，可以對實時數據類型進行確定，將數據讀寫操作虛擬成細粒度數據服務，在獲取數據過程中根據需求進行相應接口的調用，完成實時數據庫查詢，使數據訪問量得到減少，使每個數據分片成為獨立微型實時庫，利用云服務器進行發布，可以使云計算的強大災備能力得到發揮，使各數據片冗余存儲得到保證。遵循負載均衡策略，在云服務器各節點上實現分散存儲，可以實現數據即服務功能，使數據的完備性得到保證。

2.2 數據庫功能結構

從數據庫功能結構設計上來看，需將微服務架構模式與云計算結合在一起，通過實現二者優勢互補完成虛擬隔離網絡環境的構建，避免數據庫受到病毒、黑客等網絡攻擊。從總體上來看，云服務平臺屬于服務注冊中心，為數據庫核心部分。在服務提供方面，需要完成物理資源層、云計算應用程序接口層和云服務管理層的構建。在數據庫應用時，EMS高級應用軟件和圖形用戶界面會發送請求，服務提供者會在服務注冊中心實現服務發布，利用云計算應用程序接口實現云服務的提供。通過綁定獲得的服務，可以得到業務解決方案。在服務注冊中心，包含大量服務描述。借助云服務平臺，可實現相應服務查找，并對服務進行授權。在物理資源層，包含數據資源、計算資源、存儲資源等資源，能夠與云服務管理層實現通信連接，實現任務、資源、用戶和安全管理。用戶界面層包含手機瀏覽器、平板瀏覽器和PC瀏覽器，能夠實現用戶請求發送。在實際進行數據庫應用部署時，可以在云服務器上完成用戶界面、數據庫服務和后臺處理程序的部署。采用云服務形式，數據庫可以提供對外訪問接口，在數據庫服務與用戶之間，需要利用后臺處理程序建立連接橋梁，完成數據分片處理。

2.3 數據庫實現方法

在數據庫設計實現方面，可以在阿里云上實現數據庫開發，使用Visual Studio 2015開發工具，采用Java和C#作為開發語言。在數據庫架構實現上，需要采用Windows平臺，利用ASP.NET建立網頁客戶端。在云服務器上，可以實現所有應用程序的部署，并借助IIS8.0實現服務發布。通過摒棄關系數據模型，完成結構體模型的建立，可以采用分片技術完成數據分片處理，在云服務器上各節點實現數據分散存儲，完成數據庫分布式處理操作。利用云服務器提供的服務總線標準訪問服務接口，可以進行數據實時訪問，完成服務及時調用。由于數據庫由服務配置文件、服務接口和接口實現類構成，可以為每個服務提供多個接口，各接口與相應實現類對應，因此，可以利用特定C#程序代碼進行數據庫連接功能實現。利用文件，可以完成服務地址、契約等參數配置，利用RTDBService實現API網關定義，完成實時數據分片和封裝。利用服務中心建立連接關系后，可以借助網關下微服務實現客戶端請求分配，完成數據庫實時訪問，達到數據操作目標。由于接口眾多，在數據庫訪問時各接口和數據刷新頻率不同，所以能夠在云服務器上實現數據服務部署，加強云計算彈性服務的充分利用，使服務器上計算機資源得到合理配置。通過實現資源最大化利用，可以使數據訪問請求響應時間得到縮短，促使數據訪問速度得到進一步提高。

3 結語

在分布式應用軟件中，需要利用數據庫完成數據加工、處理和操作，軟件響應時間直接受數據庫操作速度影響。本文結合軟件對數據庫應用要求，采用分片技術實現數據庫設計，能夠使數據庫借助云服務平臺提供多個服務接口，實現數據快速處理，能夠縮短硬件響應時間的同時，也使得軟件得到優化。

[參考文獻]

[1]劉文強.ORACLE數據庫在管理系統中的分布式應用[J].福建電腦，2018（12）：149-150.

[2]楊新愛.數據庫在分布式管理系統中的應用與優化設計[J].電腦編程技巧與維護，2016（16）：73-74.

[3]高奕.數據庫在分布式管理系統中的應用及優化設計研究[J].信息系統工程，2018（1）：60.

[4]馮顯力，韋化，韋洪波，等.含微服務的調度自動化系統分布式實時數據庫[J].電力系統保護與控制，2018（21）：138-144.