数据库在分布式应用软件中的应用与设计研究

洪晓彬

摘 要：分布式应用软件的广泛使用，促使了社会信息化水平得到提高。数据库作为软件重要组成部分，需要得到合理应用与设计。基于这种认识，文章对数据库在分布式应用软件中的功能与操作问题展开了分析，采用数据分片技术实现数据库设计，促使数据库数据访问、处理等能力得到提高，进一步满足软件的应用要求。

关键词：数据库；分布式应用软件；数据分片技术

在当今医疗、教育、金融等多个领域，分布式应用软件都得到了广泛应用。在分布式应用软件中，数据库占据重要地位，需要实现合理应用和设计，才能保证软件顺利实现数据访问和操作。“互联网+”时代下，分布式应用软件需要面对海量数据信息操作和访问需求，因此，加强数据库的应用与设计研究，使数据库充分发挥功能，有助于为数据的聚集和操作提供强有力的技术支撑。

1 数据库在分布式应用软件中的应用

1.1 数据库功能

分布式应用软件可以实现数据访问和操作，而软件各项功能的实现依赖于数据库及其管理系统。为提高访问效率，分布式应用软件近年来开始采用并发访问技术，使得大量用户得以访问数据库。数据库功能能否满足软件应用需求，关系到软件数据操作处理效率。现阶段，数据库公司完成了大量数据库产品的开发，如ORACLE，SQLServer等，能够为分布式软件提供数据插入、查询、修改等功能，满足软件数据操作需求。例如，ORACLE数据库作为分布式数据库，同时也是关系数据管理系统的一种，能够在分布式环境不同服务器上实现数据库连接，为数据库操作提供支持[1]。作为一种信息存储、加工和组织工具，数据库目前从无结构发展至网状结构、关系结构，直至如今对象结构，其间经历了数十年，陆续引进了数据仓库、数据挖掘等技术，因此，在分布式软件中应用具备丰富功能。首先，通过交互界面，软件能够实现信息输入，在数据库中进行数据保存，执行数据插入操作。在软件界面上实现请求信息输入，Web服务器会完成信息接收，按照服务规则解析逻辑业务请求，分离数据库处理的信息，提出数据连接请求，完成访问数据库桥梁的建立。利用数据库调用Insert命令，能够对数据表、字段信息等各种数据进行插入，实现分布式管理信息添加，完成软件更新操作。其次，执行Select操作，利用数据库能够进行信息查询，无论失败或成功都会反馈信息，通过将结果封装在一起，供用户实现信息查询。再者，使用软件可以对部分数据进行删除，即通过执行相应操作完成数据删除，成功会将数据状态返回，失败会提示数据被其他程序占用。在操作过程中，将涉及多个时间表，调用delete语句。最后，应用分布式软件进行数据修改，可以采取与数据插入相似的操作方法，执行update语句。如果利用数据库修改新值，无需对数据库记录进行修改，可以直接对数据内容进行修改[2]。

1.2 数据库操作

分布式应用软件利用数据库进行分布式事务操作，需要将每个事务划分为多个子事务，各事务需要利用多个命令操作。在实际应用时，需要集成分布在不同位置的数据库，对各事务对应关联场地进行加载，达到激活事务的目的。在操作过程中，需要对事务的独立性、原子性和一致性进行保证，故需要解决两个关键问题，即各场地局部数据集成和事务管理问题。从以往操作来看，主要采用移动Agent技术进行子事务的封装。在分布式网络中，由于Agent能够实现自由移动，所以能够达到事务处理场地，通过事务处理得到相应结果。根据Agent反馈的结果，可以实现任意事务与其他事务的分布式计算，将Agent移动至新场地完成相关运算，然后将数据计算结果统一返回至原场地[3]。由于数据需要在特定服务器上集中存储，因此，在数据复杂度和规模不断增加的情况下，数据库服务器处理能力将逐步减弱，需要利用分布式存储技术完成海量数据分散处理再进行统一管理。

2 数据库在分布式应用软件中的设计

2.1 整体架构设计

结合分布式应用软件的数据库操作需求，还需引入分片处理技术完成实时数据处理，按照一定规则完成全局数据划分，即进行水平分片和垂直分片，在不同服务器节点上进行数据存储，实现服务接口的提供[4]。在数据库访问过程中，可以根据请求内容进行对应分片服务接口的调用，使数据集中处理压力得到减轻，并且使数据得到实时处理。相较于传统数据库架构，采用该技术能够实现数据交叉冗余存储，实现动态容错，因此，能够使软件的可用性和可靠性得到提高。在实际设计时，还应采用面向服务的架构（Service-Oriented Architecture，SOA）完成微服务架构的建构。在分布式环境中，可以将业务逻辑拆分成粒度小的服务，完成细粒度应用级开发。通过将数据库功能分解到各离散服务器中，可以实现方案解耦。利用服务器间接口和契约，可以聯系应用程序不同功能单元，得到高度内聚自治单元。根据分布式应用软件功能需求，可以对实时数据类型进行确定，将数据读写操作虚拟成细粒度数据服务，在获取数据过程中根据需求进行相应接口的调用，完成实时数据库查询，使数据访问量得到减少，使每个数据分片成为独立微型实时库，利用云服务器进行发布，可以使云计算的强大灾备能力得到发挥，使各数据片冗余存储得到保证。遵循负载均衡策略，在云服务器各节点上实现分散存储，可以实现数据即服务功能，使数据的完备性得到保证。

2.2 数据库功能结构

从数据库功能结构设计上来看，需将微服务架构模式与云计算结合在一起，通过实现二者优势互补完成虚拟隔离网络环境的构建，避免数据库受到病毒、黑客等网络攻击。从总体上来看，云服务平台属于服务注册中心，为数据库核心部分。在服务提供方面，需要完成物理资源层、云计算应用程序接口层和云服务管理层的构建。在数据库应用时，EMS高级应用软件和图形用户界面会发送请求，服务提供者会在服务注册中心实现服务发布，利用云计算应用程序接口实现云服务的提供。通过绑定获得的服务，可以得到业务解决方案。在服务注册中心，包含大量服务描述。借助云服务平台，可实现相应服务查找，并对服务进行授权。在物理资源层，包含数据资源、计算资源、存储资源等资源，能够与云服务管理层实现通信连接，实现任务、资源、用户和安全管理。用户界面层包含手机浏览器、平板浏览器和PC浏览器，能够实现用户请求发送。在实际进行数据库应用部署时，可以在云服务器上完成用户界面、数据库服务和后台处理程序的部署。采用云服务形式，数据库可以提供对外访问接口，在数据库服务与用户之间，需要利用后台处理程序建立连接桥梁，完成数据分片处理。

2.3 数据库实现方法

在数据库设计实现方面，可以在阿里云上实现数据库开发，使用Visual Studio 2015开发工具，采用Java和C#作为开发语言。在数據库架构实现上，需要采用Windows平台，利用ASP.NET建立网页客户端。在云服务器上，可以实现所有应用程序的部署，并借助IIS8.0实现服务发布。通过摒弃关系数据模型，完成结构体模型的建立，可以采用分片技术完成数据分片处理，在云服务器上各节点实现数据分散存储，完成数据库分布式处理操作。利用云服务器提供的服务总线标准访问服务接口，可以进行数据实时访问，完成服务及时调用。由于数据库由服务配置文件、服务接口和接口实现类构成，可以为每个服务提供多个接口，各接口与相应实现类对应，因此，可以利用特定C#程序代码进行数据库连接功能实现。利用文件，可以完成服务地址、契约等参数配置，利用RTDBService实现API网关定义，完成实时数据分片和封装。利用服务中心建立连接关系后，可以借助网关下微服务实现客户端请求分配，完成数据库实时访问，达到数据操作目标。由于接口众多，在数据库访问时各接口和数据刷新频率不同，所以能够在云服务器上实现数据服务部署，加强云计算弹性服务的充分利用，使服务器上计算机资源得到合理配置。通过实现资源最大化利用，可以使数据访问请求响应时间得到缩短，促使数据访问速度得到进一步提高。

3 结语

在分布式应用软件中，需要利用数据库完成数据加工、处理和操作，软件响应时间直接受数据库操作速度影响。本文结合软件对数据库应用要求，采用分片技术实现数据库设计，能够使数据库借助云服务平台提供多个服务接口，实现数据快速处理，能够缩短硬件响应时间的同时，也使得软件得到优化。

[参考文献]

[1]刘文强.ORACLE数据库在管理系统中的分布式应用[J].福建电脑，2018（12）：149-150.

[2]杨新爱.数据库在分布式管理系统中的应用与优化设计[J].电脑编程技巧与维护，2016（16）：73-74.

[3]高奕.数据库在分布式管理系统中的应用及优化设计研究[J].信息系统工程，2018（1）：60.

[4]冯显力，韦化，韦洪波，等.含微服务的调度自动化系统分布式实时数据库[J].电力系统保护与控制，2018（21）：138-144.