淺談CORBA技術在分布式異構數據庫的應用

張 怡

（武漢交通職業學院，湖北 武漢 430070）

20世紀80年代以后，我國信息技術行業一躍千里，軟件的精度和復雜度極大提高，很多工程需要多部分協同合作，數據共享。但由于平臺的差異、操作系統的差異，甚至數據庫語言的差異導致數據共享很麻煩。為了解決這些異構，OMG組織提出了CORBA（Common Object Request Broker Architecture）：公共對象請求代理體系結構。CORBA提供了一套標準，規定了分布式異構數據庫系統操作的語言、接口和協議。增強了跨平臺，跨語言的系統之間的交互，實現數據共享。

1 分布式異構數據的概念

分布式數據庫（HDB）技術是大數據時代應用廣泛的一種數據庫技術，它可以將分散分布的計算機中的局部數據庫通過網絡互連，形成一個完整的、集中的分布式大型數據庫。依據《分布式數據庫系統標準》，分布式異構數據庫系統的結構被定為四層機構，分別是：全局外層、全局概念層、局部內層、局部概念層。每層都可以通過層間映射，映射到下一層。

當數據庫表單的數據量超出閾值，數據庫的檢索性能會降低。單機數據庫系統很難處理高強度的io，同時，不同的單機上處理的業務可能使用不同的數據庫，很難保證一個單機的數據庫宕機，不影響其他數據庫對應的業務進行。以上問題是分布式異構數據庫技術可以解決的。

異構數據庫是位于很多個不同節點的數據庫的集合，它的異構性主要有三點：計算機結構的異構性（大型機、小型機、嵌入式設備等）、數據庫系統異構性（SQL Server、Oracla、mySQL、Access等）和底層操作系統的異構性（Windows、IOS、Linux等）。各個數據庫也要在不同的操作系統中運行，不受系統異樣的限制；各個數據庫對應的操作系統可以不同；各數據庫的類型也可以不同。異構數據庫的最終目標是在分散于網絡中的各個節點的異構數據庫間，實現檢索自由，資源共享。異構數據庫立足于某一個數據庫的模式，建立所有參與的數據庫的模式。

2 分布式異構數據庫中間件的技術探討

2.1 分布式異構數據的主要技術

面對目前大數據時代對數據資源進行整合的要求，分布式異構數據庫技術得到廣泛推廣和應用，很多新技術應運而出，幫助提升分布式異構數據庫的性能。這里介紹兩種：一種是中間技術，負責服務對象與應用程序之間的連接；另一種是數據查詢處理技術，負責信息資源的查詢和處理。下文關注的是中間件技術。

（1）中間件（Middleware）：計算機服務器端與應用程序之間的連接平臺和應用軟件。數據庫中間件用于不同數據源之間的數據流通，介于數據庫和應用程序之間。中間件使不同操作系統，不同數據庫結構的數據庫可以互相檢索，目前在WEB已經得到廣泛應用。當前WEB中主要運用的中間技術有：微軟提供的COM/DCOM、Sun公司提供的JAVA/EJB和OMG公司提供的CORBA，本文探討的就是CORBA中間件技術。

（2）數據查詢處理技術。數據查詢處理技術是指Server啟動后，接收到用戶請求，客戶端通過提供的對象方法，調用對象并返回結果。在分布式數據庫中，由于網絡異步傳輸需要消耗運算能力，而且，分布式數據庫中的數據是存放在分散的各個節點中，導致查詢工作很復雜，所以，在實際使用中，需要進行數據查詢處理來優化數據查詢速度，降低數據在網絡中的傳輸成本。數據查詢處理的優化主要在兩個方面：數據處理時間的優化以及數據傳輸次數和數量的優化。每種優化都要基于具體的算法來實現。

2.2 CORBA中間件技術

CORBA是目前分布式異構數據庫技術中使用比較廣泛的一種程序體系結構。它的標準分為三個層次：對象請求代表、公共對象服務和公共設施。

對象請求代理（ORB）。它構建客戶與服務器之間的關系，是整個技術的核心。客戶通過服務器訪問網絡，ORB獲取用戶請求，找到定義的實現請求的對象，調用對象方法最后返回結果。客戶不必知道服務對象的位置，也不必了解服務對象的語言、操作系統、接口等。ORB內核包括：動態調用接口、IDL Stub、ORB接口、靜態IDL Skeleton、動態框架接口和對象配適器。其中，客戶程序向下調用動態調用接口、IDL Stub、ORB接口。對象實現向下調用ORB接口和對象配適器，向上調用靜態IDL Skeleton、動態框架接口和對象配適器。

公共服務對象。CORBA在對象請求代理（ORB）之上定義了很多分布式應用中必需的對象服務，如位置服務、命名服務、事務（交易）服務、安全服務等。以后還會提供更多地涉及分布式應用關鍵技術的對象服務。

公共設施。由IDL定義的應用框架，是一種服務和協議。可直接被業務對象使用，并規范業務對象的協作，如：用戶界面、系統管理等。位于CORBA三層結構的最上層。

CORBA是集成的標準結構，內核穩定，對分布式的應用集成友好，處理方便快捷。在CORBA結構中，只有客戶和服務兩種角色。它提供了跨平臺、跨語言、跨操作系統的操作標準，實現了多樣化的服務，成為解決難題的標準化規范，該技術現已被廣泛應用于分布式數據庫系統應用中。CORBA體系圖如圖1所示。

圖1 CORBA體系圖

3 CORBA的應用分析——以高校數字圖書館數據庫系統為例

目前大批高校圖書館管理系統都已使用分布式數據庫，要實現高校間數字圖書館的資源共享，對于跨操作系統，跨操作語言的數據庫管理系統，CORBA解決了高校數字圖書管理系統數據庫的分布存儲、分布式查詢、邏輯互聯等問題，提高了系統響應速度。CORBA將不同的數字圖書館的信息資源與用戶實現透明性。

CORBA是基于對象技術的分布式軟件體系結構，它的核心是（ORB）對象請求代理。它與所用的操作系統和操作語言是無關的。但是CORBA的應用最常見的是在JAVA平臺上實現。方法：創建JAVA對象，在CORBA ORB中展開。通過這種方法，可以將新的應用開發與以前的系統開發集成起來。用JAVA創建CORBA應用，先編寫一個IDL接口定義文件，然后將該接口定義文件編譯成語言編碼，由此生成服務器連接框架與客戶端存根；開發人員使用服務器連接框架編寫和運行服務對象應用，使用客戶端存根編寫和運行客戶對象調用。

在高校的數字圖書管理系統中，WEB可以通過很多方法訪問數據庫，比如：通用網關接口、JDBC、ISAPI/NASPI和微軟的ASP/ADO等。當一個應用程序發出應用請求，建立一個數據庫管理系統的連接，通過分析運算驅動各個數據庫的驅動程序，完成對各個數據庫的查詢操作。通過這些訪問方法，用戶可以使用一個統一的基于WEB的數據檢索軟件，從分布在網絡各個節點的數字圖書館系統中檢索出目標數據，這樣就實現了數字圖書館的資源共享。

CORBA技術適用于所有需要開放信息平臺的系統。常見的使用CORBA技術的系統有：城市軌道交通系統、數據采集系統、無線電系統、高校數字圖書館管理系統等。以下以高校數字圖書館管理系統為例分析CORBA技術如何應用在該系統上，幫助該系統實現數據共享。

高校數字圖書館系統是每一所高校目前在建或在完善的管理系統，高校的圖書館是巨大的精神財富，高校間圖書館實現數據共享有非常重要的意義。每所高校數字圖書館管理系統所用的操作平臺、數據庫平臺都有所不同，是非常典型的分布式異構數據，基于CORBA可以搭建一個分布式異構數據庫的信息檢索模型。用戶在服務終端發出一個搜索請求，該請求通過網絡傳遞到服務器，服務器通過網絡發出對象請求代理（ORB），ORB將服務請求傳遞給各數據庫，并將檢索結果返回給服務終端。

4 結語

本文簡要探討了分布式異構數據庫的背景和作用，解析了分布式異構數據庫的四層模型，討論了分布式異構數據庫實現的主要技術：中間件技術和數據查詢處理技術。其中，中間件技術CORBA技術可以運行在任何一種操作系統平臺上，尤其是JAVA平臺，JAVA開發者利用CORBA的強健性可以寫出功能十分強大的應用程序。CORBA是目前深受歡迎的主流的實現分布式異構數據庫的中間件技術。

本文最后描述了一個實例。通過對高校數字圖書館管理系統中應用以CORBA為中間件技術的分布式異構數據庫系統的實現，來展示CORBA技術在分布式異構數據庫系統中的實現。通過該系統，幫助各高校數字圖書館管理系統實現獨立管理的同時又資源集成，一舉兩得。