2006 基于WebService的数据一致性维护方法

0引言随着Internet 的普及和电子商务的兴起，以数据分布存储和分布处理为主要特征的分布式数据库系统得到了广泛应用。

但分布式数据库系统在提高系统灵活性、可靠性和扩展性的同时也带来了一些新问题，其中如何维护多个数据库的数据一致是需解决的重要问题。

数据一致性维护按其维护的实时性可分为两类——同步一致性维护（也称同步一致）和异步一致性维护（也称异步一致）。

同步一致保证任意时刻的各个数据副本都是一致的，它具有极高的实时要求；而异步一致没有实时要求，它只需保证一定时间间隔后数据最终保持一致即可。

目前，对于通过Internet/Intranet 网络连接且可以远程访问的分布式数据库，已有很多方法来实现数据的一致性维护，如利用数据库系统自带的复制工具、IBM 公司的MQ 消息队列等。

但对于多个数据库分别处于各自独立的网络内且不能远程访问的情况，如何设计一种便于实现且代价较小的数据一致性维护机制是非常重要的。

本文为此提出了一种基于WebService 的维护方法，它适用于各种分布式数据库的数据一致性维护，并给出了相应的同步一致和异步一致的实现方法。

1一个实际系统的数据一致问题我们先来看一个关于高校毕业生就业管理的具体系统，其系统结构如图1所示。

该系统由省教育厅客户端和各个高校客户端及相应的Web 服务网站构成。

省教育厅客户端主要负责全省高校毕业生的生源管理和就业管理等工作；各个高校客户端则负责本校毕业生的管理工作；Web 服务网站负责对外发布毕业生信息、就业统计信息和社会需求信息等，并为毕业生和用人单位提供就业和招聘平台。

主数据库设在省教育厅，它存储了各个高校应届和历届毕业生的详细信息（包括生源信息和就业方案信息等），以及当年的社会招聘需求信息。

而各个高校内也设有相应的从数据库，但只存储本校的毕业生信息。

为了保证整个系统运行的可靠性和安全性，降低网络拥塞可能带来的系统迟滞和不稳定性，提高客户端处理的效率，该系统将主数据库与各个从数据库分别设在各自的局域网内部，彼此收稿日期：2005-05-20。

基金项目：浙江省高校毕业生就业服务信息系统(20041158)。

作者简介：邱宁(1978－)，男，浙江杭州人，硕士研究生，助教，研究方向为数据库与数据挖掘、Web Service 的应用；吕何新，男，副教授；冯淑娟，女，副教授。

基于Web Service 的数据一致性维护方法邱宁1,2，吕何新2，冯淑娟2(1.浙江理工大学机械与自动控制学院，浙江杭州310018；2.浙江树人大学信息学院，浙江杭州310015)摘要：随着互联网和分布式数据库系统的广泛应用，如何保证多个数据库之间的数据一致已成为系统可靠运行所要解决的重要问题。

而Web Service 可以通过HTTP 、SOAP （XML ）等协议为互联网用户提供服务，具有良好的普适性和灵活性。

提出了一种基于Web Service 的数据一致性维护方法，并实现了相应的同步一致和异步一致的维护方法。

该方法不仅适用于各种分布式数据库，也可应用于相互独立的多个数据库。

关键词：Web Service;分布式数据库;数据一致;同步一致;异步一致中图法分类号：TP311.133.1文献标识码：A 文章编号：1000-7024(2006)14-2564-03Method of data consistency maintenance based on web serviceQIU Ning 1,2,LU He-xin 2,FENG Shu-juan 2(1.College of Mechanical Engineering,Zhejiang University of Sciences,Hangzhou 310018,China;2.College of Information,Zhejiang Shuren University,Hangzhou 310015,China )Abstract ：With the wide application of the internet and the distributed database system,it has become more important to guarantee data consistency of multi-database for system to run reliably.Web service provide the service for the internet user with some protocols,such as HTTP ,SOAP (XML )and so on,and it has good generality and flexibility.A new web service-based method of data consistency maintenanc is proposed,and the corresponding data maintenance of synchronous consistency and asynchronous consistency are realized.It apply to not only the distributed database but also the mutually independent multi-database.Key words ：web service;distributed database;data consistency;synchronous consistency;asynchronous consistency2006年7月计算机工程与设计July 2006第27卷第14期Vol.27No.14Computer Engineering and Design..相互独立，不能通过Internet 网络直接访问。

由于各个高校的所有操作都是基于设在其校内的从数据库的，为保证主从数据库中的数据一致，需要进行数据一致性维护；而省教育厅对毕业生信息和需求信息等的更新也需要反馈到各个高校，这也需要相应的数据维护机制。

因而如何解决相互独立的主从数据库的数据一致是该系统的重要任务。

2基于Web Service 的数据一致维护2.1Web Service 介绍Web Service 是用标准Internet 技术建立的提供应用程序功能的一个网络访问接口。

该接口隐藏了服务实现的细节，允许通过独立于服务实现、独立于硬件或软件平台、独立于编写服务所使用的编程语言的方式使用该服务。

Web Service 可以通过HTTP 、SOAP （XML ）、SMTP 等协议的组合被访问，利用标准网络协议和XML 数据进行通信，具有良好的普适性和灵活性，这使得基于Web Service 的应用程序具备松散耦合、面向组件和跨技术实现的特点。

Web Service 的这些特点为我们解决分布式数据库的数据一致问题提供了新的支持。

下面结合前述的实例，对基于Web Service 的数据一致性维护方法加以介绍。

2.2从－主模式的同步一致维护我们首先编写数据一致性维护的Web Service ，并将其部署在省教育厅的Web 服务器上，该Web Service 因与主数据库处于同一个局域网内故可对主数据库进行访问，同时也可通过Internet 被各个高校客户端访问。

各个高校客户端在需要维护数据一致时调用该Web Service ，并由其根据维护模式（从－主模式或主－从模式）和维护类型（新增、修改或删除）自动实现数据的一致。

进行从－主模式的同步一致维护时，首先由客户端准备好需要同步一致的数据集，然后向Web Service 提交同步请求；Web Service 响应请求后，即根据维护类型对主数据库进行同步更新，其同步过程如图2所示。

2.3主－从模式的异步一致维护进行主－从模式的异步一致维护时，首先由客户端向WebService 提交异步请求；Web Service 响应请求后，即向主数据库查询需要异步一致的数据集，然后将其返回给客户端；若返回的数据集非空，则由客户端根据维护类型对从数据库进行更新，其异步过程如图3所示。

2.4同步一致与异步一致在前面2.2和2.3中，我们分别介绍了该方法在两种不同模式下的同步一致和异步一致的实现，由于异步一致没有实时要求，故其实现较同步一致方便。

如果要对主－从模式或者在多个副本数据库之间进行同步一致又该如何实现呢？此时，我们只需要为每个从数据库或副本数据库也部署相应的Web Service ，然后采用2.2中介绍的实现方法即可。

2.5事务和差错控制由于在整个数据一致维护过程中可能会因为网络、数据等诸多不可预料的因素而造成维护失败，因此为保证整个数据一致维护的有效性和正确性，有必要采用事务和差错控制。

具体实现为：将整个数据一致维护过程封装在一个事务中，当对数据库的所有操作都成功时才提交事务，否则回滚事务；对于非数据问题造成的维护失败，由请求端重新向Web Service 请求维护，直到维护成功；对于已成功执行数据一致维护，但未将信息正确反馈给请求端的数据，在重新维护时先清除目的数据库中的重复数据。

其它的差错控制可以根据具体系统的要求另行添加。

3代码实现下面以从－主模式的同步一致的修改更新为例介绍具体的代码实现。

假设要维护的表为生源信息表（tbl_syxx ），它包含了毕业生的基本信息，如学号（stuID ）、姓名（stuName ）、性别（stuSex ）、院校代码（collegeCode ）和所学专业（profession ）等，其中学号和院校代码为关键字，不可修改。

为了标识数据的维护类型，给表添加了状态（status ）字段，其值为“0”表示已维护，为“1”表示待修改。

3.1Web Service 的代码实现首先为同步一致的修改更新编写相应的Web Service 代码。

[WebMethod ]//参数ds 表示要同步维护的数据集，tableName 表示要维护的表名public string Synchronize (DataSet ds,string tableName ){SqlTransaction myTrans =null;SqlConnection sqlConn =null;Try {//假设数据库连接字符串已保存在配置文件的“Conn-String ”结点下string ConnectionString =ConfigurationSettings.AppSettings["ConnString"];图1系统结构省教育厅端Web 服务器主数据库Internet省教育厅Intranet从数据库高校端各高校Intranet各高校Intranet各高校Intranet从数据库高校端从数据库高校端图2从—主模式的同步一致维护过程从数据库①数据查询②同步数据集高校端③同步请求WebService④同步更新主数据库图3主—从模式的异步一致维护过程从数据库⑤异步更新高校端①异步请求④异步数据集Web Service②数据查询③异步数据集主数据库//构造主数据库的连接对象sqlConn=new SqlConnection(ConnectionString);//构造主数据库的命令对象SqlCommand sqlCmd=new SqlCommand();sqlCmd.Connection=sqlConn;//构造带参数的SQL修改语句mandText="UPDATE"+tableName+"SET stuName=@stuName,stuSex=@stuSex,profession=@profes-sion,status=0WHERE stuID=@stuID AND collegeCode=@col-legeCode";sqlCmd.Parameters.Add("@stuID",System.Data.SqlDb Type.VarChar);sqlCmd.Parameters.Add("@stuName",System.Data. SqlDbType.VarChar);sqlCmd.Parameters.Add("@stuSex",System.Data.SqlDb Type.VarChar);sqlCmd.Parameters.Add("@collegeCode",System.Data. SqlDbType.VarChar);sqlCmd.Parameters.Add("@profession",System.Data. SqlDbType.VarChar);//打开主数据库连接if(sqlConn.State==ConnectionState.Closed){sqlConn.Open();}//启动事务myTrans=sqlConn.BeginTransaction();sqlCmd.Transaction=myTrans;for(int i=0;i<ds.Tables[tableName].Rows.Count;i++){//对数据集中待修改的数据进行操作if(ds.Tables[tableName].Rows[i]["status"].ToString()=="1") {sqlCmd.Parameters[0].Value=ds.Tables[tableName].Rows[i] ["stuID"];sqlCmd.Parameters[1].Value=ds.Tables[tableName].Rows[i] ["stuName"];sqlCmd.Parameters[2].Value=ds.Tables[tableName].Rows [i]["stuSex"];sqlCmd.Parameters[3].Value=ds.Tables[tableName].Rows [i]["collegCode"];sqlCmd.Parameters[4].Value=ds.Tables[tableName].Rows [i]["profession"];sqlCmd.ExecuteNonQuery();}//end of if}//end of for//维护成功则提交事务，并返回正确信息mit();return"OK";}//end of trycatch(SqlException sqlerr){//若数据库原因导致维护失败则回滚事务，并返回错误信息myTrans.Rollback();return sqlerr.Message;}catch(Exception err){//若非数据库原因导致维护失败不回滚事务，只返回错误信息return err.Message;}finally{sqlConn.Close();}}3.2客户端的代码实现首先为客户端添加前述Web Service的Web引用，然后编写相应的实现代码。