【正文】 更多論文1 概述 數(shù)據(jù)庫復制的定義 在早先的集中式應用中，所有的數(shù)據(jù)都存放在數(shù)據(jù)中心，遠地部門要獲得信息，必須與中心建立直接連接，或者從中心MIS系統(tǒng)申請打印好的報表。但是這兩種方式都有各自的缺點，直接連接開銷較大，穩(wěn)定性不好，并且還有連接用戶數(shù)的限制；而報表靈活性較差，并且也不能及時反映最新狀況。開放系統(tǒng)為企業(yè)的各個部門提供了便宜而且強大的計算資源。充分利用這些新的資源實現(xiàn)信息共享的能力成為企業(yè)最重要的競爭優(yōu)勢。企業(yè)今天面對的問題已經(jīng)不是“為什么要分布和共享信息”，而是“如何有效地分布信息”，復制正在成為大多數(shù)分布式應用體系結(jié)構(gòu)的選擇。八十年代后期，兩階段提交技術的概念為分布和共享數(shù)據(jù)提供了更實時的途徑。兩階段提交可以實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)間的同步。在這種技術下，只有當與交易相關的各個點全都認可時，交易才被接受并執(zhí)行。各分布節(jié)點可通過精心制作的“握手”機制進行協(xié)同。 圖1: 兩階段提交數(shù)據(jù)同步在兩階段提交中，直到所有相關站點都同意進行交易，交易才被接受并執(zhí)行。當企業(yè)的確需要對分布式數(shù)據(jù)進行實時同步時，采用兩階段提交可能比較合適。但這是有代價的。由于在交易被認可之前，所有分布節(jié)點都需要同步認可，信息系統(tǒng)容易受到單個組件故障的影響。如果任何一個組件失效，則交易必須等待。操作就受制于單個組件的失敗。此外，握手機制是通過節(jié)點間信息的傳送來實現(xiàn)協(xié)調(diào)的，這為網(wǎng)絡帶來了很大的負擔。由于分布式系統(tǒng)中網(wǎng)絡連接和單個組件都可能發(fā)生故障，很多組織開始尋找更經(jīng)濟實用的方式來實現(xiàn)協(xié)同數(shù)據(jù)共享，同時希望將對操作的影響降到最小。顯然，實時分發(fā)當前數(shù)據(jù)拷貝可解決這個問題。由于有了有效的數(shù)據(jù)備份，各獨立節(jié)點不再需要考慮網(wǎng)絡或遠程節(jié)點的可用性。它們可以使用本地數(shù)據(jù)備份繼續(xù)進行操作，不過，分布節(jié)點所操作的數(shù)據(jù)并不是同步和實時的。 和 Reload方式很早的時候，企業(yè)就開始采用先“卸載”數(shù)據(jù)（可能通過磁帶方式），然后在另一個節(jié)點“重新加載”數(shù)據(jù)的方式來進行數(shù)據(jù)分布。在那個時候，各機構(gòu)之間通過郵寄數(shù)據(jù)磁帶進行數(shù)據(jù)復制的情景很常見，而業(yè)務部門決策時所使用的數(shù)據(jù)可能是幾天甚至幾周前的數(shù)據(jù)。 采用“卸載和重新加載”進行數(shù)據(jù)分發(fā)，使企業(yè)不同地區(qū)之間共享數(shù)據(jù)成為可能，但是每個地方的數(shù)據(jù)都不是實時的，并且整個過程通常采用的是手工方式，沒有實現(xiàn)自動化。由于DUMP/LOAD方式的數(shù)據(jù)及時性較差，并且復制數(shù)據(jù)粒度無法控制，隨后廠商提供了采用表快照的方法來解決這些問題。表快照實現(xiàn)了對單個表、表子集、甚至基于預定義的表集合的變更的異步發(fā)送。雖然與“卸載和重新加載”過程相比，表快照先進的多，但它還是存在一些明顯的不足，這些缺陷限制了它的適用性。首先，快照不能保證交易完整性；其次，快照只是一個“只讀“拷貝，其它節(jié)點只能獲取但不能進行修改?？煺赵诳截悊蝹€的數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)項時，并不保持交易的原子性。當交易中斷時，分布式數(shù)據(jù)之間的完整性就可能得不到保證。例如：如果銀行使用快照方式來分發(fā)你的銀行帳號信息，存款帳號信息和支票帳戶信息的復制是獨立的，如果你將錢從存款帳戶轉(zhuǎn)到支票帳戶，存款帳戶的改變可能沒有在支票帳號改變時同時進行拷貝。黑客可能利用這些缺陷攻擊這類不可靠的銀行支付系統(tǒng)。很顯然，對于任何一個重視數(shù)據(jù)完整性和一致性的企業(yè)來說，這種方法是不被接受的。此外，采用表快照方式只能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的單向傳輸，雖然數(shù)據(jù)可以備份到多個節(jié)點，但備份是只讀的，各節(jié)點不能對分布式數(shù)據(jù)進行任何修改。除了快照，一些數(shù)據(jù)庫廠家還提供了另外一種異步機制來進行單向數(shù)據(jù)復制——觸發(fā)器。在早期的基于觸發(fā)器的復制系統(tǒng)中，客戶希望通過使用觸發(fā)器來達到整和復制應用的目的。 你可以將觸發(fā)器想象成數(shù)據(jù)庫中一個警報器，該警報器與某一段特定的數(shù)據(jù)相關聯(lián)。當標記的數(shù)據(jù)項發(fā)生改變時，就會觸發(fā)源數(shù)據(jù)庫中的相關警報器，該警報器接著激活源數(shù)據(jù)中特定的復制代碼，開始進行復制。 最初，數(shù)據(jù)庫廠家引入數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器是為了保證數(shù)據(jù)間的參照完整性，同時將業(yè)務規(guī)則放在中心處理。其觀點是數(shù)據(jù)庫本身應包含一種對非法數(shù)據(jù)實體的檢測機制。在引入觸發(fā)器之前，必須在所有存取數(shù)據(jù)庫的應用中考慮數(shù)據(jù)過濾，對于提供觸發(fā)器的數(shù)據(jù)庫廠家來說，基于觸發(fā)器的復制似乎為產(chǎn)品提供了一種直接簡單的擴展。 與快照相比，觸發(fā)器為用戶提供了更大的靈活性，但早期的基于觸發(fā)器的復制系統(tǒng)并沒有克服快照技術的內(nèi)在缺點：缺少對客戶數(shù)據(jù)的交易完整性的支持。基于觸發(fā)器的復制存在以下限制： 當數(shù)據(jù)項改變時，觸發(fā)器只是進行簡單數(shù)據(jù)傳送，而不保證交易完整性 觸發(fā)器只允許單向復制，復制點的數(shù)據(jù)是只讀的，不能進行修改 在數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行觸發(fā)器會影響數(shù)據(jù)庫的性能 觸發(fā)器需要數(shù)據(jù)庫管理員的細心管理，需要專人對數(shù)據(jù)改變時所有“警報器”的執(zhí)行情況進行跟蹤。 數(shù)據(jù)庫中觸發(fā)器的激活過程不能簡單的“回滾”或重做。 總之，在早期的基于觸發(fā)器的復制系統(tǒng)中，需要用戶自己構(gòu)建系統(tǒng)來跟蹤并保證交易的完整性。 如上所述，為數(shù)據(jù)復制目的而提出的擴展數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器技術（或者規(guī)則—觸發(fā)器的一種表現(xiàn)形式）為數(shù)據(jù)庫廠家提供了一種簡單的擴充其支持特性列表的方法。 然而，提供基于觸發(fā)器或規(guī)則復制技術的廠家很快就意識到，他們必須面對如下事實，即簡單的觸發(fā)器或規(guī)則并不能保證復制數(shù)據(jù)的交易完整性，并且對復制點數(shù)據(jù)不能進行修改,而用戶需要的是一個靈活的可保證交易完整性的復制系統(tǒng)。對于已經(jīng)采用基于觸發(fā)器或規(guī)則進行復制的廠家來說，其解決方法是顯而易見的：與其讓用戶用觸發(fā)器或規(guī)則作為他們整和系統(tǒng)的工具構(gòu)建他們的復制系統(tǒng)，為什么不在內(nèi)部使用觸發(fā)器來創(chuàng)建一個復制產(chǎn)品，這樣廠家就可以將用戶從最低層的觸發(fā)器和規(guī)則隔離開。 這些廠家引入了一種新的機制，可以將源數(shù)據(jù)庫內(nèi)觸發(fā)的數(shù)據(jù)變化組成一個交易，以此解決了基于觸發(fā)器或規(guī)則的復制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交易完整性問題。雖然這個過程不可避免的增加了性能負擔。 對觸發(fā)器和規(guī)則進行約束限制解決了完整性等部分問題，但沒有解決其它問題，如觸發(fā)器給數(shù)據(jù)源造成的性能負擔，給系統(tǒng)管理員增加的管理負擔等。這些問題包括： 在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部執(zhí)行觸發(fā)器增加了數(shù)據(jù)庫性能負擔。 觸發(fā)器需要數(shù)據(jù)庫管理員的細心管理，需要專人對數(shù)據(jù)改變時所有“警報器”的執(zhí)行情況進行跟蹤。 數(shù)據(jù)庫中觸發(fā)器的激活的過程不能簡單的“回滾”或重做。 觸發(fā)器的使用增加了源數(shù)據(jù)的性能和管理負擔。當觸發(fā)器是用于保護數(shù)據(jù)完整性或加強業(yè)務規(guī)則時，這種額外支出是必要的，但是對于復制系統(tǒng)這種支出是沒有必要的，并且在事實上，其也不適用于復制系統(tǒng)。 基于觸發(fā)器的復制系統(tǒng)與源數(shù)據(jù)庫捆綁過于緊密，要執(zhí)行一個復制進程，必須在源數(shù)據(jù)庫內(nèi)執(zhí)行復制代碼，從而，為數(shù)據(jù)源增加了額外的性能負擔。 數(shù)據(jù)庫復制的必要性可分為以下幾種原因：（1）信息系統(tǒng)存在的問題及需求 隨著計算機應用系統(tǒng)的爆炸式發(fā)展，業(yè)務量迅速增加，業(yè)務種類日益復雜，企業(yè)必須管理不斷增長的信息流量；隨著信息量的急劇增大，核心數(shù)據(jù)的管理變得日益困難。如何安全、可靠地存儲業(yè)務數(shù)據(jù)及滿足未來業(yè)務數(shù)據(jù)高速增長的需要；如何有效管理日益增長的業(yè)務數(shù)據(jù)；如何實現(xiàn)業(yè)務數(shù)據(jù)的共享并在現(xiàn)有業(yè)務數(shù)據(jù)之上建立新興的增值應用，如數(shù)據(jù)倉庫、客戶關系管理（CRM）等，成為了各企業(yè)建立信息系統(tǒng)的關鍵所在。目前，各企業(yè)信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)管理領域存在著普遍的問題：（2）數(shù)據(jù)流通效率低下，企業(yè)信息孤島現(xiàn)象嚴重 信息系統(tǒng)的建設主要是以應用為驅(qū)動的，是隨著各種業(yè)務的逐漸建設的。當出現(xiàn)一類新的業(yè)務時，一般需要為該業(yè)務建設一套業(yè)務支撐系統(tǒng)，保存與該業(yè)務有關的主要數(shù)據(jù)。而這些數(shù)據(jù)可能同時也需要被其他應用所訪問。從而自然就形成了各子系統(tǒng)應用在不同的縱向，管理著不同的業(yè)務單元或?qū)ο螅鱾€子系統(tǒng)又是相互獨立運行，導致形成了一個個“信息孤島”。這些系統(tǒng)相互之間沒有暢通的信息交流與共享，阻礙了企業(yè)信息化建設的整體進程。（3）數(shù)據(jù)報表、查詢和數(shù)據(jù)共享效率低下為了提高市場競爭力，提高客戶滿意度，企業(yè)需要更復雜的、更靈活的業(yè)務統(tǒng)計報告、需要深入的數(shù)據(jù)挖掘、需要實時的客戶查詢。而這些大量的統(tǒng)計、查詢業(yè)務收到現(xiàn)有系統(tǒng)架構(gòu)的制約，不得不降低效率標準、不得不推遲報告時間、從而導致客戶服務質(zhì)量降