基于MobiLink的移动数据库同步技术研究

近年来，随着移动计算技术的快速发展，智能手机、PDA等移动设备的普遍使用，使得数据同步技术在分布式数据库系统，特别是在移动数据库系统中发挥了愈来愈大的作用[1-2]。数据同步技术可以使远程数据库和统一数据库保持同步，达到共享数据和保持数据一致性的目的。MobiLink是iAnywhere Solutions公司开发的基于会话的关系数据库同步系统，它支持远程数据库和统一数据库之间的双向数据同步，非常适用于移动计算环境。
1 MobiLink同步系统
    MobiLink是基于会话的同步系统，它允许在统一数据库与多个远程数据库之间进行双向数据同步[3]。统一数据库是可以支持任何ODBC标准的数据库，保存了所有数据的主副本。远程数据库是Adaptive Server Anywhere数据库或UltraLite数据库，保存了部分数据的副本。通常，当MobiLink远程站点请求与MobiLink同步服务器连接时，便开始了同步过程。同步期间，远程站点的MobiLink客户端将上载自上一次同步以来对远程数据库所作的更改。MobiLink同步服务器在接收到这些数据时开始更新统一数据库，然后将统一数据库中的更改下载到远程数据库。
1.1 MobiLink同步系统的结构
    MobiLink同步系统的结构如图1所示[4]：

    (1)统一数据库，此数据库包含同步系统中所有数据的集中副本。
    (2)统一数据库服务器，管理统一数据库的服务器或DBMS。此服务器可以是Sybase公司的产品，如Adaptive Server Anywhere或Adaptive Server Enterprise，也可以是其他公司支持ODBC标准的DBMS(如Oracle，Microsoft SQL Server等)。
    (3)ODBC，MobiLink同步服务器和统一数据库之间的所有通信都通过ODBC进行连接。ODBC使同步服务器可以连接多种统一数据库系统。
    (4)MobiLink同步服务器，此服务器管理同步过程并提供所有MobiLink客户端与统一数据库服务器之间的接口。
    (5)网络，MobiLink同步服务器与MobiLink客户端或UltraLite之间的连接，可以使用多种协议。
    (6)MobiLink同步客户端，通过网络与MobiLink同步服务器进行连接，是远程数据库与MobiLink同步服务器之间进行通信的接口。
    (7)远程数据库，此数据库包含同步系统中部分数据的副本。
1.2 MobiLink同步系统的特性[4]
    MobiLink同步系统具有很强的适应性和灵活性。其关键特性如下：
    (1)数据协调，MobiLink可以为同步过程选择数据的特定部分，并解决不同数据库之间的更改冲突。同步过程由编写为SQL、Java或.NET应用程序的同步逻辑控制。同步逻辑的每个单元称为1个脚本。例如，可以使用脚本指定如何将上载的数据应用到统一数据库中，并指定下载内容，以及处理统一数据库与远程数据库之间不同的模式和名称。
    (2)自动化，MobiLink具备多种自动化功能。可以指导MobiLink同步服务器生成适合于快照同步的脚本，或者生成示例同步脚本。它还可以自动添加需要鉴定的用户。服务器启动的同步系统允许将数据更新推送到远程数据库。
    (3)监控和报告，MobiLink提供了2种同步监控机制：MobiLink监控器和统计脚本。可以监控脚本、模式内容、行数的值、脚本名称、转换的脚本内容以及行值。
    (4)性能调优，调优MobiLink性能的机制有多种。例如，可以调优争用程度、上载高速缓存大小、数据库连接数、工作线程数、日志详细程度或BLOB高速缓存的大小。
    (5)双向同步，可以在任意位置对数据库进行更改。
    (6)仅上载同步或仅下载同步，可以选择仅执行上载或仅执行下载。
    (7)基于文件的下载，可以将下载作为文件分发，从而实现了脱机分发同步更改。只需1次创建文件，然后将其广泛分发。
    (8)服务器启动的同步，可从统一数据库启动MobiLink同步。这意味着可以将数据更新推送到远程数据库，并让远程数据库将更新数据上载到统一数据库中。
    (9)通信流的选择，同步可以通过TCP/IP、HTTP或HTTPS执行。Palm设备可以通过HotSync同步。Windows CE设备可以使用ActiveSync同步。
    (10)远程启动，可以在远程数据库启动该数据库和统一数据库之间的同步。
    (11)基于会话，对所有更改的上载和下载都分别在单个事务中完成。每次同步成功完成后，统一数据库和远程数据库将保持一致。
    (12)事务完整性，要么同步全部事务、要么不进行任何同步。确保了每个数据库的事务完整性。
    (13)数据一致性，MobiLink使用松散一致性策略来进行操作。所有更改经过一段时间后，将在每个站点中保持一致，从而实现同步，但在任一瞬时不同的站点可能拥有不同的数据副本。
    (14)范围广泛的硬件和软件平台，多种广泛使用的数据库管理系统都可以用作MobiLink统一数据库：Adaptive Server Anywhere、Adaptive Server Enterprise、Oracle、Microsoft SQL Server 或 IBM DB2等。远程数据库可以是Adaptive Server Anywhere数据库或UltraLite数据库。MobiLink同步服务器可在Windows或UNIX平台上运行。Adaptive Server Anywhere可在Windows、Windows CE或UNIX计算机上运行。UltraLite可在Palm、Windows CE或基于Java的设备上运行。
    (15)灵活性，MobiLink同步服务器使用SQL、Java或.NET脚本来控制数据的上载和下载。该脚本在每次同步期间将根据事件模型执行。通过基于事件的脚本编写这种方式，为同步过程的设计提供了很大的灵活性，包括如解决冲突、错误报告和用户鉴定等功能。
    (16)可伸缩性，MobiLink同步是可伸缩的：1个服务器可以处理数千个共存的同步，而通过负载平衡可以同时运行多个MobiLink服务器。MobiLink同步服务器是多线程的，可对统一数据库使用连接池，并提供大量的监控和报告工具。
2 使用MobiLink进行移动数据库同步
    本文主要目的在于研究利用MobiLink同步技术，在统一数据库和移动数据库之间进行数据同步的方法。但在MobiLink的帮助文档中，对于如何在Windows CE平台中启动MobiLink客户端没有给出明确说明，研究中发现，Windows CE中的MobiLink客户端不能有效地传递参数，同时使用触摸笔输入参数也很不方便。经过研究提出了一种利用快捷方式文件启动的解决方法。
    本文选用Sybase公司的Adaptive Server Anywhere分别作为统一数据库和远程数据库。Adaptive Server Anywhere是基于事务的关系数据库，适用于个人和工作组，可以在多种操作系统上运行，包括各种Windows和UNIX操作系统以及Novell NetWare操作系统。
2.1 资源配置
    (1)工作平台和软件环境
    硬件平台：PC机和Windows CE移动设备。统一数据库：Adaptive Server Anywhere 9.0，在PC机安装SQL Anywhere Studio 9.0。移动数据库：Adaptive Server Anywhere 9.0，通过SQL Anywhere for Windows CE部署选项将Adaptive Server Anywhere部署到Windows CE设备上。网络：TCP/IP。
    (2)准备数据库
    统一数据库：用Sybase Central在PC机创建1个统一数据库consol.db。远程数据库：用Sybase Central为Windows CE创建1个远程数据库remote.db。
[!--empirenews.page--]2.2 系统初始化
2.2.1 填充数据库[5]
    (1)统一数据库
    在数据库服务器dbsrv9上启动数据库consol.db后，通过Sybase Central连接到数据库，为数据库创建一个名为student的表，只添加属性SId和SName，不填充数据。
    (2)远程数据库
    启动Windows CE上的网络数据库服务器，并在服务器启动远程数据库remote.db。然后用Sybase Central通过网络连接到远程数据库，为数据库创建一个名为student的表，添加与统一数据库中的表student相同的属性，并添加记录。
2.2.2 创建数据源
    (1)统一数据库
    用ODBC管理器为统一数据库consol创建数据源test_consol。
    (2)远程数据库
    由于Windows CE没有ODBC管理器，因此为远程数据库创建文件数据源。创建名为student.dsn的文本文件，填充如下内容：
    [ODBC]
    uid=dba
    pwd=sql
    enginename=remote
    databasename=remote
2.2.3 准备同步
    (1)远程数据库
    通过Sybase Central连接到远程数据库，为表student创建一个新的发布stu_pub。创建MobiLink用户ml_student，为该用户预定发布stu_pub。设置同步预定ml_student的属性，在Connection选项卡中分别设置PC机的IP地址和MobiLink服务器启动的端口号。
    (2)统一数据库
    通过MobiLink Synchronization连接到统一数据库，在表->DBA中将student表添加到同步表中，新建版本default。
    在同步表中选择student表，为其添加如下脚本。
    Download_cursor
    SELECT SId， SName FROM student
    Upload_insert
    INSERT INTO student(SId， SName) VALUES (?，?)
    Upload_update
    UPDATE student SET SName =? WHERE SId =?
    Upload_delete
    DELETE FROM student WHERE SId =?
2.3 启动同步
2.3.1 启动MobiLink服务器
    在PC机命令提示符中运行如下命令：
    dbmlsrv9-c“dsn=test_consol”-o mlserver.mls-v+-dl-x tcpip(port=2639)-za-zu+
2.3.2 启动MobiLink客户端
    针对Adaptive Server Anywhere远程数据库，MobiLink提供了2种客户端，(1)用于支持Win32平台；(2)用于支持Windows CE平台。在2种平台中MobiLink客户端文件名都为dbmlsync的命令行程序。
    在Win32平台中启动MobiLink客户端有2种方法：
    (1)直接运行程序dbmlsync，如图2所示，在这个设置界面中设置好相关参数后即可启动同步。

    (2)在命令提示符中运行如下命令：
    dbmlsync-c “dsn=student”-e “sch=EVERY:00:05”
    与Win32平台不同的是，一方面Windows CE平台不支持命令行程序；另一方面Windows CE平台中的MibiLink客户端输入相关参数后仍然不能顺利实现同步，而且在只有触摸笔的Windows CE设备中输入参数很不方便。
    为了解决这个问题，本文采用了快捷方式文件启动的方法。在Windows CE中创建名为sync.lnk的文本文件，内容如下：100#“Program FilesSybaseASA9dbmlsync.exe” -c “dsn=student” -e “sch=EVERY:00:05”。
    这是一个指向dbmlsync的快捷方式文件，同时在文件中提供了程序运行所需要的参数，运行这个文件即可成功实现同步。同步后的状态如图3所示。

3 应用前景
    MobiLink可以应用于具有以下要求的同步系统：
    (1)大量数据库，MobiLink可用于支持大量的远程数据库。在单个系统中，可支持数以千计的远程数据库。
    (2)不定时连接，MobiLink支持不定时连接或间接连接到服务器所在网络的数据库。
    (3)灵活的同步调度，应用程序按指定的间隔(几分钟、几小时或几天)进行连接和同步。
    (4)低或中等容量，每次只能给远程站点准备1个下载信息。在MobiLink系统中，如果数据量很大，就会造成较长的连接时间，因为远程站点在同步完成之前不能断开连接。
    (5)异类数据库，MobiLink支持将许多常用的关系数据库用作统一数据库。远程站点的模式可以与统一数据库的模式不同，因为可通过编写脚本来控制同步过程。
    随着移动计算技术、无线通信技术和移动数据库技术的飞速发展，MobiLink数据库同步技术将会在移动数据库系统中发挥越来越重要的作用。
    本文在分析了MobiLink数据库同步技术原理的基础上，研究了通过MobiLink来实现移动数据库同步的方法，并利用快捷方式文件解决了Windows CE中MobiLink客户端不能有效传递参数和输入不便的问题，最后对MobiLink同步技术的应用前景提出了展望。