嵌入式数据库同步分发系统的设计与实现

祝令柱

（中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081）

0 引 言

在移动互联网技术迅速发展之下，针对各种形式的数据信息，嵌入式数据库在与嵌入式设备的融合发展中，已经从研究走向推广，在实际应用中较大程度上满足了用户的应用需求。同步分发系统作为嵌入式数据库的重要组成部分，在数据同步更新、信息整合方面发挥重要作用，同时能够一定程度上提高数据传输的安全性。基于嵌入式数据库广阔的市场及应用前景，对其同步分发系统设计与实现展开研究，对于提高系统运行效率、促进嵌入式数据库信息处理能力提升具有实际意义。

1 嵌入式数据库同步分发系统

1.1 嵌入式数据库

嵌入式数据库是基于嵌入式设备在数据储存、处理能力等方面的应用需求而被引入的，在实际作用中，通过系统控制与计算机的软硬件设施建立联系，以此实现数据的储存与管理。另外，嵌入式数据库因其嵌入式特征，与通用数据库相区别。首先，嵌入式数据库在与其他系统或硬件设备方面，具有较好的兼容适应性特征，因此用户在对数据库进行操作的过程中，能够轻松实现数据库的运行与维护，不需要经过相关知识技术的培训[1]。在数据传输的实时性方面，因其应用范围的广泛性，所以对于嵌入式数据库的实时性要求更为严格。为满足现实需要，根据应用场合的不同，在操作系统及相关配件方面，有时同样要求具备实时性，以实现数据库数据传输的实时性。在嵌入式数据库平台方面，为支持数据库的通用功能与各种数据模型，在支持平台的应用过程中 必须有较强的适应性能力。此外，在数据库安全保障方面，用户数据安全保障随着嵌入式设备的应用，安全防护的中心转移到了用户使用的嵌入式设备，用户的数据安全受用户自身安全意识影响较大，数据同样可能泄露[2]。但对于非个体用户而言，由于其操作的规范性和具有一定的网络安全防护能力，结合嵌入式数据库同步分发系统功能，在数据安全保障方面具有较强能力，能够较大程度上保障数据安全，满足市场应用需求。

1.2 同步分发系统

同步分发系统是嵌入式数据库实现数据传输共享的重要组成部分，其通过互联网对节点数据进行传输，为保证数据的一致性，在这过程中，根据节点位置的不同及实际需要，数据能传送到1个或多个数据库系统中，实现整个网络数据共享。嵌入式网络数据分发一方面能够满足用户对于数据访问统一性的现实需要；另一方面能够分散数据库的访问压力，解决用户集中访问同一数据库而造成的数据延迟、系统崩溃等问题[3]。同时，即使某个节点信息出现问题，数据的传输共享也能够保证数据的完整性，不让数据丢失，维持系统稳定。

2 嵌入式数据库同步分发系统研究现状及意义

现阶段，基于嵌入式数据库的同步分发系统研究建立在数据库与同步分发系统二者的联系之上，嵌入式数据库在配置要求低，信息处理能力强，并且在访问控制方面支持多种平台和各种处理器。在数据库的作用过程中，数据的实时传递仅通过单个数据库的访问，随着用户数量的递增，效率会大大降低，且容易造成系统奔溃、数据丢失等后果。同步分发系统的应用，依靠同步服务器发挥作用，通过主数据库与其他数据库点对点连接，将数据库捕获的数据通过服务器发送至其他数据库中，使得数据库的数据信息同步得以实现。在这个过程中，要保证信息数据传输的安全性，保证其传输路径、传输方式等方面的安全性[4]。此外，要防止出现数据冲突，保证数据同步分发的效率。

3 系统的设计与实现

同步分发系统设计是满足市场应用需求，结合技术条件需要，具有较强综合性的工作。针对其功能需求而言，要实现数据传输的同一性，必须保证数据上传至服务器以及数据经由服务器再传输到其他数据库中。在这过程中还要经过数据捕获、冲突检测、加锁处理等具体步骤，且需要客户端完成数据同步分发后，才能继续进行下一次的同步分发。系统设计过程中，在确保数据同步分发安全的前提下，一方面要注重过程中的效率提升，避免数据冲突、系统错误等问题的出现；另一方面，要最大程度上保证系统设计的实现，包括其在实际应用及应用过程中出现问题，需要综合分析、针对性解决，从而保证系统设计质量及运行效率。

3.1 系统设计

3.1.1 系统设计目标

为保证系统设计的稳定、高效、安全以及实用等要求，在数据传输能力、数据更新、系统性能等方面应具体要求。在数据传输能力方面，由于数据的同步分发实现需要依靠服务器与客户端进行数据上传传输，因此同步分发系统的数据传输能力直接影响数据的上传及传输效果。因此在系统设计过程中，需要保证系统的传输能力，维持系统数据传输的稳定性。在数据更新方面，嵌入设备在对更新数据捕获并汇总的过程中，需要进行2个方面的处理。一个方面是对更新数据进行冲突检测，另一方面则是对本地的数据库进行更新处理。冲突检测在传输及数据更新过程中进行，保证数据同步分发的效率的同时，当遇到数据冲突时需要及时处理，因而在系统设计中，服务器的数据冲突检测需要实时进行。对于数据更新而言，需要构建有效途径，实现本地分发数据与接受的更新数据相区别，以防止影响嵌入式数据库管理的正常运行。在同步分发系统的设计过程中，安全性能保障的实现，较大程度上依赖于数据传输过程中的加密形式。该系统基于嵌入式数据库运行，因此要保障用户信息数据的安全，必须保证数据库传输过程中通过日志文件进行，用时在传输前还要进行加密处理。另外，在包含用户数据信息的日志文件传输完毕后，需要系统设计中对于其自动销毁清除进行布置，以免同步过程中数据被盗取。即使被截取后，也能通过日志文件保护数据安全，防治数据被解析。

3.1.2 系统组成

分发系统设计包含数据上传、分发、接受等方面，对于客户端上的数据库管理，用户可通过数据库的操作管理将日志文件捕获并下载到本地，再通过冲突检测对获取的信息数据进行甄别，从而实现数据库的更新。在同步分发的过程中，服务器除接受更新数据外，还要负责本地数据的发送，从而形成数据反馈接受回路，促进数据共享[5]。针对分发系统的作用途径，在数据捕获方面，日志文件作为数据传输中的载体，在生成过程中兼顾安全性的同时，还要按照特定格式，以便到达服务器后利用相同规则进行解析。为了提高系统运行的效率，除了保证数据冲突检测的实时性外，在日志文件的生成过程中应不包含所传数据的其他信息，以提高信息捕获和文件上传的效率。数据冲突处理方面，服务器端在发现数据冲突后，首先要对数据冲突进行分析确认，并发出数据冲突提醒。通常情况下，数据冲突的处理策略是请求取消冲突操作，这能较大程度上避免数据冲突处理复杂化，同时保证数据库数据的一致性。另外也可以通过节点的差异性对主键的关键字进行划分，从而降低数据冲突发生的概率。对于数据冲突的其他解决方式，还需根据冲突的类型以及嵌入式数据库的具体实现原理来进行确认。在日志文件的下载方面，为满足嵌入式数据库数据共享分发的实际需要，要求日志文件发送中节点的一致性，以防止因节点差异性导致部分数据产生数据冲突或上传失败，导致整个日志文件提交失败。在系统设计中，实现日志文件的实时性传输，保证客户端与服务器数据传输的一致性，从而确保日志文件传输下载的稳定性，实现数据的同步分发。

3.2 系统实现

3.2.1 客户端功能的实现

在客户端的功能中，日志文件的上传与下载需要嵌入式数据库同步分发客户端与服务器的共同参与，且需要消耗部分时间。为提高整个系统的运行效率，除在系统设计要求中对传输实时性要求外，在具体的连接方式与通道设计上，通过减少客户端与服务器的连接次数，分别构建日志文件上传与下载2条途径，来实现运行效率的提升。客户端的数据捕获作为系统设计运行的基础，在实际实现过程中，需要经过日志文件生成、上传、发送，最终经由服务器端接受，捕获日志文件。在实现过程中，首先要保证日志文件生成规则的规范性，另外在操作数据记录、序号记录等方面，需要注重规则应用与实际需要是否相适应。在数据捕获过程中，日志文件的发送对其具有直接影响，因此在客户端功能实现的过程中需要针对捕获数据的实际需要对日志文件的发送进行规范，以保证系统设计功能的实现。在同步分发系统设计的过程中，日志文件的应用是为了保证嵌入式数据库同步分发过程中的数据安全。因此在服务器端，除去数据安全保护与文件规范方面的影响，日志文件与冲突检测的联系更为紧密。日志文件在上传捕获的过程中，数据冲突检测同时进行，相对于发送下载的同一途径，2条途径下的冲突检测在检测效率与检测质量上更具优势。客户端在接收到日志文件信号后，随即发送确认信号，回应并接受日志文件，最终将其下载，并解析更新到本地嵌入式数据库中，随后又将日志文件删除，恢复循环监听状态。至此，客户端的功能得到基本实现。

3.2.2 服务器端功能的实现

在同步分发系统服务端功能的实现中，通常情况下需要在进程服务上与客户端建立1对1联系，避免多个客户端同时向服务器发送日志文件，导致数据冲突情况的发生。服务器端，需要接受来自客户端的日志文件，并对这些信息进行解析检测，检测无异常情况后才存入到本地磁盘中。若发生异常情况，如数据冲突，则会将该日志文件舍弃，并反馈给客户端。在服务端发送日志文件给客户端的过程中，通常根据服务器的实际情况决定文件发送的时间，以此来保证服务器的接受效率不受影响。

4 嵌入式数据库同步分发系统的发展方向

4.1 兼容性

在嵌入式数据库实际应用过程中，数据库的操作对于操作系统的要求较高，操作系统的与数据库的差异性，对于同步分发功能的实现以及实现程度具有较大影响。因此在后续同步分发系统的设计发展过程中，要进一步提升系统的兼容性程度。不仅仅在于同步分发系统的选择、硬件配套设施的兼容性，更要注重系统安全与效率的提升，以此满足现阶段市场发展对于嵌入式数据库的实际需要。

4.2 服务性

同步分发系统的设计应用立足于社会发展需要，面对比传统环境更为复杂的嵌入式环境，在实际的设计应用过程中其具体要求也随之提高。在此背景下，推动嵌入式数据库同步分发技术向服务化方向发展。一方面需明确该系统设计发展满足市场需求，服务社会发展的基本定位；另一方面，在保障系统应用安全效率的前提下，缩减系统运行成本，降低系统应用门槛，能够推动同步分发技术的发展，促进该技术向市场推广，间接带动相关产业的现代化发展，有深远持久的实际意义。

5 结 论

现阶段，面对嵌入式环境的复杂性，同步分发系统的设计与实现难度随之增加。在此背景下，为满足市场对嵌入式设备及数据库信息处理能力的实际需要，助力信息传递共享，促进经济发展，同步分发系统的设计要立足于社会发展需要，集中于现阶段的技术瓶颈，展开技术突破与应用推广，推动同步分发技术及系统设计应用的可持续发展。