海南电网有限责任公司信息通信分公司 570203
摘要：随着信息技术的发展，许多企业应用系统都包含了大量设备，如小型计算机和服务器，它们一方面增加了数据库和数据处理的复杂性，另一方面又使得单个设备在处理能力和应用要求上难以满足用户的需求，而且这些设备非常昂贵，如果它们没有得到充分利用，它们将造成巨大的浪费。为了实现分布式处理，只能通过分布式数据处理中间件系统来实现对数据的访问，并且可以利用缓存机制来提高分布式数据库中间件的数据处理性能。用户在中间件系统上享受到统一的界面服务和管理平台，这样一来，设计师和开发客户端程序员的难度就大大降低了。此外，增强系统两方面的性能，分别是可用性和可维护性，以及利用现有的软硬件资源都可实现该功能。本文从数据访问的角度分析了分布式数据库的中间件，并提出了一种简单可行的设计方案，一方面，它可以实现分布式数据库之间的信息交换模型，另一方面，它可以适应异构环境，从而提高交换效率。
关键词：分布式；数据库中间；数据库系统
一、详细介绍分布式数据库中间件
首先，该系统由一个数据转换引擎、XML配置虚拟数据库，以及相应的管理工具为主。开发不同的包装器（使用插件技术）来访问基于由XML虚拟数据库和各种数据源的特性支持的全球数据模型中的各种分布式异构数据源。客户端应用程序要想实现方便有效的操作，开发一个数据查询引擎就是当务之急。其次，系统主要包括四个方面，即XML解析器、包装器、转换器和数据查询引擎，直接连接到Web服务器的是XML解析器，其主要作用是确定请求中数据的操作模式。基于查询引擎的结果，已知并保证一致性和全局事务执行，转换器可以为数据库调用进行的函数包装是异构数据的集成。这是为单个数据源构建的重新参与组件，负责封装异构数据源并将其传递给查询引擎进行处理。
二、详细分析了分布式数据库中间件的现状
目前主要有有两种类型的群集技术，而大型数据库的企业版是数据库引擎中实现的分布式数据库之一，中间件集群技术由单个数据库管理系统组织和中间件协调组成。在架构方面，分布式数据库系统通常使用客户端服务器进行数据共享；在数据交互方面，集成层的数据描述和转换上，它起着至关重要的作用，从而达到同步中间件的建立。实现分布式异构数据库同步的方法是分布式数据库系统和消息队列足够稳定，并尝试将它们组合起来实现它们。关键问题是尽管消息队列提供了两种异步通信和同步通信方法，但它并没有将这两种方法结合起来用于应用。分布式异构数据库不实现异构数据库的原因是没有相对成熟的数据库系统来进行统一管理。虽然从数据库到数据库的映射在技术上很容易实现，但困难在于确定相关规则和缺乏统一标准。
三、中间件技术与设计
（一）中间件技术
中间件既是独立的系统软件，也是独立的服务程序。只要它们构建在不同的技术之间，以允许分布式应用程序共享资源，并且它的操作系统是建立在客户端服务器的操作系统之上的，一方面管理计算资源，另一方面实现网络通信。中间件的作用是实现不同分布式软件模块之间的互操作性，从而有效地避免底层分布式环境的异构性和复杂性。上层应用程序还具有开发和操作环境的空间，用户可以在操作方面灵活高效地开发应用程序。对于应用程序开发，中间件系统的有效性远远大于网络服务系统和操作系统的有效性。不管底层是如何更新，只需要升级和更新中间件即可，这保证了应用开发得到一个显著的提升。
（二）中间件设计
中间件的设计是整个软件爆发中最重要的部分。它在软件操作质量方面起到了重要影响。具体而言，中间件在设计和实现过程应严格按照以下标准执行：
1、稳定性
稳定性的强度决定了软件系统是否可以正常运行。在分布式数据库系统的情况下，其稳定性占主导地位。因此，如何保证系统的稳定性，避免因大数据量的并发更新的僵局是在中间件的设计过程中最重要的任务之一。
2、可靠性
是否多个共存数据库通常存在于分布式异构数据库系统中。因此，每个站点需存储大量的冗余数据。更新过程中所有冗余数据的真实性和一致性变得至关重要，它成为分布式异构数据库中间件系统设计的重点。
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3、可扩展性
企业的未来需求是否能够满足标准软件主要取决于分布式异构数据库中间件系统的可扩展性。企业的需求也随着社会的发展而变化。而且，扩展功能很方便，可以灵活地增加或减少功能模块。
4、可维护性
中间件系统的可维护性主要包括两个方面，分别是消除现有错误和向系统添加需求两大因素。用于维护的中间件系统将有效地减少技术支持的时间和成本，并快速响应系统要求的变化。因此，中间件系统模块化的设计，使程序易于添加、删除和修改。
四、实现分布式数据库模块及相关技术
（一）访问服务模块的实现
访问服务模块（AccessManager）的主要功能是启用缓存管理模块。同时，客户端用户界面的Socket通信需要作为整个服务器的终端。整个中间件系统没有的用户界面，以便所述接入服务模块可以被设计并作为WindowsService显影。它可以通过随机设备的启动来启动，并且可以保证长期运行。
（二）缓存管理模块的实现
中间件缓存管理模块（缓存管理器）的主要作用就是是查询数据和保存数据库返回的结果。当客户端再次查询相同的内容，中间件系统返回缓存到客户端的结果。有没有必要再次查询数据库进行查询操作更加高效。高速缓存管理器的高速缓存管理模块主要作用用于实现进程外组件（COM服务器）。
（1）缓存管理模块在单独的进程中运行，并具有更多的存储空间来保存结果。
（2）当其他中间件模块崩溃出乎意料的是，高速缓存的信息将丢失。
（3）当缓存管理器系统坍塌时，中间件的正常运行会受到影响。
（4）进程间的通信大小，都难以决定进程外组件及时有效的进行调用。
数据库的部分结果存储在内存堆中，另一部分存储在其相应的缓存文件中。由于进程的地址空间，当存储在存储器中的数据是接近2GB的限制，以前保存的缓存会从内存中删除。子线程用于高速缓存的结果写入时，用来当高速缓存管理模块状态下，开始将文件读入内存中。
（三）相关技术的实现
消息队列的操作实现主要包括：创建消息队列、传输消息队列、删除消息队列以及接收消息队列。在.NET产品中，这些操作封装在MSMQ类库中。在事务的一种实现中，相关的消息可以被分组在一起并包含在所述组中的所有消息被按照它们被发送的顺序一起发送。或者，当出现问题时，发送和接收是自动停止，从而使消息队列的事务被实现。最后，使队列和其他数据库之间的资源能够实现互通。
五、结束语
在计算机网络快速发展的环境中，中间件技术随着发展趋势而发展，并已发展成各种功能中间件技术和中间件产品。中间件层位于操作系统和应用程序之间，屏蔽不同的平台之间的差异，从而简化程序突发的过程，并提高了软件的便携性和可扩展性。现在，随着网络应用的发展，中间件的作用越来越重要，它已经成为系统开发、系统运行以及系统管理中的必备工具。中间件可以处理异构系统间的数据通信、数据访问、应用整合等存在的问题，其使用范围涉及计算机网络的不同层面和环节，发展日趋多样化。中间件技术的发展前景十分广阔，未来的中间件技术将随着互联网环境的改变而动态变化，提高自身适应性的同时，将对复杂的应用系统提供很好的辅助作用，将更有利于分布式网路中各种资源的整合与共享。大数据时代已经到来，面对数量巨大、结构多样的信息资源，中间件技术也呈现出专业化、服务化、虚拟化等诸多特性，它当然可以在促进技术和业务匹配方面发挥更大的作用。
参考文献：
[1]智永锋，张骏.基于XML的数据库访问中间件设计与实现[J].计算机应用研究，2005（11）：87-88.
[2]廖湘琳，张宏军，赵振南，等.数据访问中间系统设计与实现[J].计算机工程，2006，7（32）：86-88.
论文作者:曾智翔
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：中间件论文; 分布式论文; 数据库论文; 系统论文; 数据论文; 队列论文; 缓存论文; 《基层建设》2018年第35期论文;