科技信息 博士・专家论坛 主动数据库【ｌ】间件模型的研究 南京人口管理干部学院信息科学系 肖欣欣朱艳梅梁志红 ［摘要］近年来，主动数据库的研究发展非常迅速，已经成为数据库研究领域的一个前沿的方向。本文在论述传统主动数据库实现 方法及其存在的不足之后，提出了一种基于中间件的主动数据库的实现方式。 ［关键词］主动数据库 中间件ＥＣＡ规则 １、引言 数据库技术的发展历经了很长的历史，传统数据库已经得到了广 泛的应用，取得了巨大的成功。但是，传统数据库管理系统本身是被动 的，也就是说它只能响应用户要求它们做的事情，而不会灵活地根据数 据库的外部环境或内部状态主动做些什么，数据库仅作为一种被动的 数据存储仓库而存在。随着技术的发展，人们已不满足这种被动的服 务，希望数据库系统能主动地向用户提供服务。系统要能自主地监视 数据库的状态及其变化，当有某些事件发生且条件满足时自动的做出 些反应。这种能够主动监视数据库状态，并能在满足特定条件时执 行预先定义好的动作的数据库系统称为主动数据库系统（ＡＤＢＭＳ）。 随着主动数据库技术的发展，主动数据库技术的应用越来越广泛， 现在能够提供主动服务的系统越来越多，从数字图书馆、股票交易代 理、交通监控系统，到主动的嵌入式系统（手机、ＰＤＡ等），越来越多的系 统可以为用户提供主动服务。 ２、传统主动数据库系统的不足 传统的ＡＤＢＭＳ一般采用“事件一条件一动作”（ＥＣＡ模式），即功能上 南一个传统数据库系统（ＤＢＳ）和一个事件驱动的知识库（ＥＢ）及相应的事 件监视器（ＥＭ）组成，用公式表示是： 一主要功能是判断数据库可能产生的状态变化，并做出相关的处理。其 模型图如图３．２所示： １）接口：分为上层接口和下层接口。 上层接口负责提供到用户的数据库连接，定义规则设置接口。用 户通过上层接口简介访问数据库。 下层接口连接中间层到数据库服务器，它决定如何访问数据库。 ２）语言分析器 所有的客户命令都要经过语言分析器。ＥＣＡ规则语句将被分离出 来，并被送到ＥＣＡ规则定义模块；同时还要过滤出已经定义的需要探测 的事件类型（即分离出ＤＭＬ语言）；除去ＥＣＡ规则语句之外的所有ＳＱＬ 命令都将通过下层接口被送到服务器执行，结果返回给客户，如果发生 错误，同样将错误信息返回客户。 ３）ＥＣＡ规则定义 ＥＣＡ命令从语言分析器中被过滤出来送给ＥＣＡ规则定义模块，进 行ＥＣＡ规则的语法分析。如果没有语法错误，就执行相应的操作（如： 创建事件、创建规则、删除规则）。这些事件和规则都将被写入规则库 中，以便事件和触发器的永久保存。如果分析后发现错误，将错误信息 返回。 ＡＤＢＭＳ＝ＤＢＳ＋ＥＢ＋ＥＭ 其中：ＤＢＳ是一个传统的数据库系统，用来存储数据和对数据进行 维护和运用；事件库ＥＢ是一组由事件驱动的知识的集合，每一项知识 表示在相应的事件发生时，如何来主动地执行其中包含的由用户预先 设定的动作；ＥＭ是一个随时监控ＥＢ中的事件是否已经发生的探测模 块，一黾探测到某事件已经发生时就主动地触发系统，按ＥＢ中指明的 相应知识执行其中预先设定的动作。 传统的ＡＤＢＭＳ将主动机制与数据库系统完全融合，但是在实用化 厅面却仍然存在不足之处。一方面传统的ＡＤＢＭＳ大多采厢全新的设 计，开发周期较长，费用较高；另一方面，难以与现有的ＤＢＭＳ集成，而 现有的系统，往往已经积累了大量的有价值的数据资源，要将这些大量 的数据进行转化将导致大量的人力财力消耗。 如果能直接利用已有的数据而又使传统的ＤＢＭＳ具有主动性就能 够解决上面的问题，既能节约大量的人力财力，又能与现有的ＤＢＭＳ兼 容。 ３、基于中间件的主动数据库实现模型 中间件是处于应用软件和系统软件之间的一类软件，是于硬 件或数据库厂商的一类软件，是客户方与服务方之间的连接件，是需要 进行二次开发的中间产品。 本文提出了一种基于中间件的ＡＤＢＭＳ实现方式，在原本不具备主 动能力的关系数据库的基础之上，增加主动机制功能的实现。 这种实现方案，具体来讲就是代替用户对相对复杂的主动事件进 行监测，并根据用户的需要将符合触发条件的操作动作信息反馈给用 户程序，用户程序只需通过事先定义的接口函数接收所触发的动作信 息。这种方法就是在ＤＢＭＳ和应用程序之间增加一层接口，为关系数 据库管理系统提供主动机制，使得系统具有主动触发的能力。 ３．１中间件式主动数据库的体系结构 中间件在客户与数据库之间起到了连接者的作用，具体如图１所 刀 ： 与５－：层的接口 与下层的接口 ——＿｛Ｌ—一 ＤＢ 图２中间件模型图 ４）事件探测器 事件探测器负责探测简单事件和复合事件。在系统初启时将用户 定义的所有规则读入内存中，根据这些定义，对用户的ＤＭＬ命令做详 细分析，判断事件类型及参数，到事件表中匹配，并可根据探测到的简 单事件按照有穷自动机原理做复合事件的探测。 ５）动作处理器 旦事件被探测到，并且存在根据该事件定义的触发器，则在判断 触发条件后调用定义在触发器中的动作。动作处理器处理这些动作， 直接运行用户预定义的可执行文件或根据要求给用户返回消息。用户 可响应该消息，执行自己的商业规则。 ４、结束语 主动数据库的一个很突出的思想是要让数据库系统具有各种主动 进行服务的功能，并以一种统一而方便的机制来实现各种主动性需 求。但现有能够提供主动数据库机制的产品均为数据库系统产品，研 究这类产品周期长、风险大。并且现在国内的数据库系统市场基本为 国外著名产品所占据，要打入这个市场难度非常大。本文提出采用中 间件系统的结构，在一定程度上提供主动数据库的机制，使用户既可以 采用他们已经熟悉的数据库产品，又能够得到主动数据库机制所带来 的优异性能。 一图１中间件式主动数据库体系结构 基于中间件的主动数据库系统直接利用已有的ＤＢＭＳ完成数据组 织、共享等方面的功能，在数据连接层加人一个中间层监视系统发生的 变化，并将这些变化进行动态的处理。 ３．２中间件模型图 基于中间件的主动数据库的实现思想是，在关系数据库外添加组 件来为其扩充主动功能，不破坏应用程序的内部逻辑，而是将实现模块 设置在应用程序和数据库管理系统之间，作为中间层工作。中间层的 参考文献 ［１］杨泽雪，韩中元，魏兴，郭红微主动数据库系统的研究［１］哈尔滨 师范大学自然科学学报，２００５，２１（２）：５７—６０． ［２］李博涵．主动数据库事件监测及其数据依赖的研究［Ｄ］［硕士 学位论文］．哈尔滨理工大学，２００５ ［３］李同英．主动机制数据库技术应用研究［Ｉ］．微计算机信息，２００６， ２２（３６）：２１４—２１６，１７９ ［４］毕利．主动数据库的模型及实现途径［１］．计算机工程，２０００，２６（９） ：１０２－１０３．１６０． 基金项目：本文系南京人口管理干部学院科研课题“主动数据库技术的研究”（２０１０Ｄ０２）。 作者简介：肖欣欣（１９８０一），女，讲师，硕士，研究方向为数据挖掘。朱艳梅（１９８０一），女，讲师，硕士，研究方向为数据库应用。梁志红（１９７７一），女，讲 师，硕士，研究方向为数据挖掘。 一２６—
