.NET Remoting 实现分布式数据库查询(ZT)
前段时间，高级数据库原理课程结课，老师布置了一个大作业——实现一个分布式数据库查询系统，因为鄙人一直学习.net,故想使用这个平台实现，以进一步提高自身的水平。开始热情致高，吾在网上搜了N天，也没有什么好的资料，只找到一篇题目为《利用C#实现分布式数据库查询》的文章，此篇文章在多个site上都有雷同，作者不详……
摸索了几天，找到了实现的方案——.NET Remoting 技术可以实现远程对象，而ADO.NET则提供了强大的数据存取接口。我对ADO.NET比较熟悉，问题的难点就在与如何实现远程服务器。虽然是一边摸索，一边做，但是已经小有成果，呵呵，基本实现了老师的要求，诚然，做出的这个东东还很幼稚，几乎没什么实际价值，但是，还是值得拿出来给有这方面需要的同行提供一些信息，或者请这方面的高手指点一下。
下面开始言归正传。
开始动手之前，你需要了解.NET Remoting 技术的基本理论，熟悉分布式数据库原理，熟练掌握ADO.NET，并熟悉VS.NET的开发环境。下面仅就这几个方面做些简单的介绍。
Remoting：一种分布式处理方式，也可将它看作是DCOM的一种升级，它改善了很多功能，并极好的融合到.Net平台下。.NET Remoting 提供了一种允许对象通过应用程序域与另一对象进行交互的框架。
在Remoting中是通过通道（channel）来实现两个应用程序域之间对象的通信的。
首先，客户端通过Remoting，访问通道以获得服务端对象，再通过代理解析为客户端对象。这就提供一种可能性，即以服务的方式来发布服务器对象。远程对象代码可以运行在服务器上（如服务器激活的对象和客户端激活的对象），然后客户端再通过Remoting连接服务器，获得该服务对象并通过序列化在客户端运行。
在Remoting中，对于要传递的对象，设计者除了需要了解通道的类型和端口号之外，无需再了解数据包的格式。但必须注意的是，客户端在获取服务器端对象时，并不是获得实际的服务端对象，而是获得它的引用。这既保证了客户端和服务器端有关对象的松散耦合，同时也优化了通信的性能。
分布式数据库系统
就其本质而言，分布式数据库系统的数据在逻辑上是统一的，而在物理上却是分散的。与集中式数据库相比它有如下主要优点：
· 解决组织机构分散而数据需要相互联系的问题。
· 均衡负载。负载在各处理机间分担，可避免临界瓶颈。
· 可靠性高。数据分布在不同场地，且存有多个副本，即使个别场地发生故障，不致引起整个系统的瘫痪。
· 可扩充性好。当需要增加新的相对自主的组织单位时，可在对当前机构影响最小的情况下进行扩充。
ADO.NET
分布式数据库系统虽然有诸多优点，但它同时也带来了许多新问题。如：数据一致性问题、数据远程传递的实现、通信开销的降低等，这使得分布式数据库系统的开发变得较为复杂。幸运的是，微软的.NET开发环境为我们提供了C#开发语言和ADO.NET数据访问模型，结合两者来开发分布式数据库系统能够大大简化开发工作。
ADO.NET以XML为核心，是.Net数据库应用程序的解决方案。它使用离线数据结构，数据源中的数据被缓存到数据集（DataSet）对象中，用户无须锁定数据源，数据以XML格式保存。在分布式数据库系统中，很可能出现多个用户同时访问和修改数据的情况，因此，对于分布式数据库系统，数据一致性是不可或缺的。ADO.NET通过使用乐观一致性方案来控制数据一致性（实际上DataSet对象被设计成支持使用乐观一致性控制机制），即数据行只有在数据库中真正被更新时才会被锁定，而在悲观一致性方案中，数据行在从被提取出来到在数据库中更
新这段时间内一直被锁定。因此，使用ADO.NET能够在更少的时间内响应数量巨大的用户。
另外，在分布式数据库系统中，还会经常遇到当用户修改自从提取出来以来已经被修改的行时，违反一致性原则。对此问题ADO.NET也作了很好地解决，即使用DataSet对象为每一条修改过的记录维护两个版本：原始版本和更新版本，在更新的记录被写回数据库之前，先要把数据集中记录的原始版本与数据库中的当前版本进行比较，如果两个版本匹配，就在数据库中更新记录；否则，就会出现违反一致性原则的错误。
下面开始程序实现。
第1章 系统总体结构
1.1 总体结构图
系统实现需要部署服务器端的远程对象（即一个DbServerLibrary.dll），服务器端要注册通道和该远程对象。客户端要实现一个本地查询的服务器，同时根据SQL解析的结果向各个服务器发送命令，并将结果显示在客户端界面，服务器端可以接受并显示相应的命令。
1.2 关键组件结构图
系统结构中关键的组件有远程对象，和本地服务器，实现的功能基本一致。下面以远程
对象为例，说明组件的实现。远程对象在服务器端解决方案下的库文件中声明，通过服务器端进行注册，客户端通过TCP通道与服务器端远程对象通信，实现数据集的查询和传输。主要的数据成员有：SqlConnection（SQL Server数据库的连接对象）、 SqlCommand （SQL命令对象）、SqlDataAdapter（数据适配器，填充数据集）组件——DbServerLibrary:
第2 章 数据字典结构
因时间仓促，未实现数据字典，所有实验要求的SQL经过解析后，直接通过代码判断，
向相应场地发送命令。
第3 章 代码结构
代码分为三部分：远程对象，服务器端代码和客户端代码。
其中：远程对象部署在各个服务器端，客户端除了实现查询命令的解析和传送外
外，还有一个本地服务器，进行相应的本地查询。
远程对象代码：
using System;
using System.Runtime.Serialization;
using System.Data;
using System.Data.SqlClient;
using System.Windows.Forms;
namespace DbServerLibrary
{
[SerializableAttribute] //It is very important for Remoting Data
public class DbServer : MarshalByRefObject
{
private string connStr;
private string clientSql;
public SqlConnection sqlConn;
public SqlCommand sqlComm;
public SqlDataAdapter sqlAdapter;
public void GetClientSql(string sql)
{
if(clientSql != null)
{
clientSql = null;
}
clientSql = sql;
MessageBox.Show(clientSql);
}
public DbServer()
{
//LocalData Initialize
connStr = "Data Source = localhost;Initial Catalog=DDB;User ID=sa;Password=;";
sqlConn = new SqlConnection(connStr);
}
public DataSet GetDataSet() // 执行select
{
DataSet ds = new DataSet();
if (sqlComm != null)
{
sqlComm = null;
}
if(sqlConn.State == ConnectionState.Closed)
{
sqlConn.Open();
}
try
{
sqlComm = new SqlCommand();
sqlComm.Connection = sqlConn;
sqlComm.CommandText = clientSql;
sqlComm.CommandType = CommandType.Text;
sqlAdapter = new SqlDataAdapter();
sqlAdapter.SelectCommand = sqlComm;
sqlAdapter.Fill(ds);
}
catch(SqlException ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message);
}
return ds;
}
public int ExecuteSql() //执行insert和delete
{
int affectedNumber;
if (sqlComm != null)
{
sqlComm = null;
}
if(sqlConn.State == ConnectionState.Closed)
{
sqlConn.Open();
}
try
{
sqlComm = new SqlCommand();
sqlComm.Connection = sqlConn;
sqlComm.CommandType = CommandType.Text;
sqlComm.CommandText = clientSql;
affectedNumber = sqlComm.ExecuteNonQuery();
return affectedNumber;
}
catch(SqlException ex)
{
MessageBox.Show(ex.Message);
return 0;
}
}
}
}
服务器端代码：
private void frmSupplierServer_Load(object sender, System.EventArgs e)
{
TcpChannel chan = new TcpChannel(8888);
ChannelServices.RegisterChannel(chan);
//注册提供服务的远程对象 RemotingConfiguration.RegisterWellKnownServiceType(typeof(DbServerLibrary.DbServer) ,"DbServer",WellKnownObjectMode.Singleton);
}
客户端代码：
解析SQL：SqlParse.cs
namespace SupplierClient
{
public class SqlParse
{
//得到sql语句的类型
public string GetSqlType(string sqlText) //type of SQL statements
{
}
//得到select语句要查询的表名
public string GetSelectTableName(string sqlText)
{
}
//得到select语句中的where子句
public string GetWhereClause(string sqlText)
{
}
//得到查询条件中的字段名
public string GetSelectField(string sqlText)
{
}
//得到分片依据，返回Scity的值
public string GetSelectCityValue(string sqlText)
{
}
//设定select语句经解析后的格式
public ArrayList SetSelectList(string sqlText)
{
}
//如果没有分片信息，则向3个场地都发送命令
public ArrayList SendToAllSite(string sqlText)
{
}
//得到insert语句要查询的表名
public string GetInsertTableName(string sqlText)
{
}
//根据插入的表和值，设定场地:INSERT INTO Supplier VALUES('no','name','city'),return city
public string GetInsertCityValue(string sqlText)
{
}
//如果表名是Supplier,则根据city值设定向哪个场地发送命令
public ArrayList SetInsertSite(string sqlText)
{
}
//生成解析后的insert命令列表
public ArrayList SetInsertList(string sqlText)
{
}
本地服务器查询代码：LocalServer.cs
namespace SupplierClient
{
public class LocalServer
{
}
//返回查询结果
public DataSet MakeDataSet(string sqlText)
{
}
//执行插入和删除操作，并返回影响记录数
public int ExecuteSql(string sqlText)
{
}
第4 章 界面
4.1 客户端
客户端启动后，用户首先在文本框中输入SQL命令，然后通过解析后向相应场地发送命令，并将返回的结果集进行合并，显示在界面中，显示结果后空白的文本框用来显示执行插入删除操作时的结果信息。
4.2 服务器
服务器端仅实现对远程对象的注册，因此界面不需要实现功能，只需要在启动时注册远程对象即可，接收到的客户端的用户命令是通过消息框显示的。如上图所示。
第5 章 命令处理及核心算法流程
Insert 操作——
//得到insert语句要查询的表名
public string GetInsertTableName(string sqlText)
{
}
//根据插入的表和值，设定场地:INSERT INTO Supplier VALUES('no','name','city'),return city
public string GetInsertCityValue(string sqlText)
{
}
//如果表名是Supplier,则根据city值设定向哪个场地发送命令
public ArrayList SetInsertSite(string sqlText)
{
}
//生成解析后的insert命令列表
public ArrayList SetInsertList(string sqlText)
{
}
Delete 操作——
向各个场地发送，通过定义数据库中表的关系及约束来保证完整性和一致性，如果删除命令不成功，则返回异常信息，否则，返回各个场地成功执行命令影响的记录数目。
Select 操作——
//得到sql语句的类型
public string GetSqlType(string sqlText) //type of SQL statements
{
}
//得到select语句要查询的表名
public string GetSelectTableName(string sqlText)
{
}
//得到select语句中的where子句
public string GetWhereClause(string sqlText)
{
}
//得到查询条件中的字段名
public string GetSelectField(string sqlText)
{
}
//得到分片依据，返回Scity的值
public string GetSelectCityValue(string sqlText)
{
}
//设定select语句经解析后的格式
public ArrayList SetSelectList(string sqlText)
{
}
//如果没有分片信息，则向3个场地都发送命令
public ArrayList SendToAllSite(string sqlText)
{
}
第6章 结论
远程处理是.NET框架提供的一项强大的技术，利用它可以使位于任何位置的应用程序互相通信，这些应用程序可能在同一台计算机上运行，也可能位于同一局域网中的不同计算机上，或者位于相隔万里的有巨大差异的网络中。
使用.NET Remoting技术结合ADO.Net能够高效、可靠地解决这两方面的问题。具体表现为，在C#中通过使用.Net远程处理框架能够方便地解决数据、命令远程传递问题；C#通过ADO.Net对数据库进行操作，使分布式数据库系统中对数据库的各种操作变得高效、可靠，同时易于解决数据一致性问题。
由于时间关系，程序中仍有部分bug，将在下一步继续完善，而且，还应进一步完善数据字典，使程序结构更加清晰，增强可扩充性。
参考文献
Scott Allen & Syed Fahad Gilani《Beginning C# Databases》2003.3 清华大学出版社
Paul Dickinson & Fabio Claudio Ferracchiati《ADO.NET高级编程》2003清华大学出版社
飞思科技 《精通.NET核心技术》2002.8 电子工业出版社
郑宇军 《Visual C#.NET案例教程》2002.4 清华大学出版社
周存杰 《Visual C#.NET网络核心编程》 2002.11 清华大学出版社