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异构数据库的变化捕捉和动态同步策略的研究与比较 摘 要 随着信息技术的发展，信息量的爆炸性的增加异构数据库间，如何进行有效的动态同步已经成为研究的热点。本文综述了异构数据库动态捕捉的常用的策略和技术，并分析了这些策略的优缺点，为研究人员如何选取自身合适的同步策略提供了基础。 关键词 异构数据库 同步 动态 捕捉 1． 研究背景与意义 在当今信息爆炸的年代里，随着网络技术的飞速发展和分布式计算的广泛应用，大大方便了企业的跨地域发展。许多单位和科研机构通过不断重组和分散经营来提高效率，形成了分散、异构的环境特点。这些机构在地域上虽然分散，但在管理上相对集中，往往既要有各机构的局部控制和分散管理，各部门的协同工作要求各自拥有的信息数据能够灵活交流。而从安全性、可用性及自治性来考虑，分散信息资源的异地自主分布是最自然甚至必然的选择。这使得保证分布式数据的一致性成为迫切需要。数据同步技术能够有效保证各数据副本的一致性，使用户应用只需访问本地副本而避免访问远程数据，减少数据访问延迟，提高用户应用性能；一致的多个数据副本允许提供更多的数据服务，进而增大数据访问吞吐量，增强数据可用性；同时，多数据副本可以应对不可测因素造成的数据丢失，有利于保证数据的可靠性。目前，在特定的网络应用环境下，如何有效地解决异构数据库间的数据同步问题已经成为数据库系统应用的重要环节。异构数据库同步问题已越来越引起许多专家学者的重视，在他们的许多重要文献中都有所涉及，但从总体来说，对异构数据库同步的研究在许多方面还处于探索阶段，需要迸一步工作的地方还很多。因此，无论从理论研究还是实际应用角度，对基于异构数据库同步的研究都具有非常重要的意义。 2． 数据同步方法分类 对象变化捕获是数据同步的基础，它直接决定了数据同步的更新方式和选时方式。变化捕获不仅要获得复制对象的变化序列或当前映像，还要在对等式复制时提供尽可能详细的控制信息。通过对当前使用捕获方法的综合分析，目前主要有七种基本变化捕获形式，它们是：(1)基于快照法；(2)基于触发器法；(3)基于日志法；(4)基于API法；(5)基于时间戳法；(6)影子表法；(7)变更轨迹表法。 2．1基于快照法 该技术是最简单的数据捕获技术。其基本原理是周期性的提取源数据库系统中的数据快照加载到目标数据库中。快照是数据库中存储对象在某一时刻的即时映像。通过为同步对象定义一个快照或采用类似方法，可以将它的当前映像作为更新副本的内容。如图1．1所示。 图2．1基于快照法 快照法可以在任何数据库甚至是其他结构化和半结构化的数据源上实现，它不需要依赖于特别的机制，系统资源占用较小，容易管理和操作。但是由于对于快照对象并不区分具体的变动记录，而且采用快照集合完全刷新，因此效率较低，而且本方法不能用于同步复制和对等式复制。Oracle、SQL Server等常用的数据库系统都提供了基于快照的捕获方法。事实上它也是异构数据集成过程中数据复制过程实现的基础。 2．2基于触发器法 触发器是数据库系统在特定的条件或某事件发生时调用的存储过程。决定触发的条件或事件的粒度和复杂性因数据库而异。该技术与数据库系统所支持的触发器紧密相关。因此，文件型存储的数据库系统和一些小型数据库系统并不支持该方法。在源数据库为同步对象创建相应的触发器，当对同步对象进行修改、插入或删除等DML (Dala Manipulation Language)命令时，触发器被唤醒，将变化传播到目标数据库。如图1．2所示。 图2．2基于触发器法 基于触发器法和基于快照法相比，克服了基于快照法的主要缺点，极大提高了系统效率，如果辅以其他机制，就可以用于同步复制和对等式复制。但是基于触发器捕获法，使用的系统资源比较多，比较复杂的复制任务需要非常复杂的配置和实施，管理极不方便。这种方法一般适合在那些有多触发器机制的数据库系统中使用。Oracle的对称复制(Symmetric Replication)综合应用了快照和基于触发器两种捕获方法，并在许多细节上有独特的设计，使得它可以用于多种类型的复制。另外DIBAS系统也采用的是这种捕获方法。 2．3 基于日志法 数据库日志作为维护数据完整性和数据库恢复的重要工具，其中已经包含了全部成功提交的数据库操作记录信息。基于日志法就是通过分析数据库日志的这些信息来捕获复制对象的变化序列。如INFORMIX提供的CDR就是通过读取逻辑日志来获取变化信息的。如图1．3所示。 图2．3基于日志法 基于日志法不仅方便，而且也不会占用太多额外的系统资源，对任何类型的复制都适合，不但能提高效率和保证数据的完整性，还能在对等式复制时提供详细的控制信息。但由于数据库日志的格式是不公开的，因而不得不基于某一同定的数据库日志分析工具或接口，这给异构数据库复制带来了