数据库时态处理中间件的设计和实现
中间件设计原则和方法
中间件设计原则和方法中间件设计原则和方法概述中间件是一种常用的软件设计模式，用于在多层架构中增强系统的可扩展性、可维护性和可重用性。
本文将介绍中间件的设计原则和常用方法，以帮助开发人员更好地应用中间件模式。
设计原则中间件设计遵循以下几个原则：1. 单一职责原则中间件应专注于实现特定的功能，遵循单一职责原则。
每个中间件模块应该有清晰的定义和功能，并且不涉及其他职责。
2. 开闭原则中间件应该是开放可扩展的，对修改关闭。
通过接口和抽象类对外提供统一的调用方式，以便后续增加新的中间件模块时无需修改现有代码。
3. 接口隔离原则中间件应该根据接口隔离原则，只提供必要的接口，避免接口膨胀和多余的方法。
这样可以确保中间件的高内聚性和低耦合性。
4. 依赖倒置原则中间件应该依赖于抽象，而不是具体实现。
通过依赖倒置原则，可以减少中间件与其它模块之间的耦合，提高代码的灵活性。
常用方法中间件设计有多种常见的方法，下面列举几种常用的方法：1. 拦截过滤器模式拦截过滤器模式是一种常见的中间件设计方法，通过过滤器链来对请求进行处理。
每个过滤器负责处理某项功能，将请求传递给下一个过滤器进行处理，直到最后一个过滤器完成请求的处理。
2. 代理模式代理模式是另一种常见的中间件设计方法，通过代理对象来封装真实对象，并提供额外的功能。
代理对象可以在调用真实对象之前或之后进行一些预处理或后处理操作。
3. 装饰器模式装饰器模式也是一种常用的中间件设计方法，通过装饰器对象来包装原始对象，并动态地添加新的功能。
装饰器模式可以在不修改原始对象的情况下扩展其功能。
4. 发布订阅模式发布订阅模式是一种常用的中间件设计方法，通过定义事件和通知机制来实现模块之间的解耦。
订阅者可以订阅感兴趣的事件，而发布者可以发布事件并通知所有订阅者。
5. 消息队列模式消息队列模式是一种常见的中间件设计方法，通过在系统中引入消息队列来实现不同模块之间的异步通信。
模块可以将消息发送到队列中，并由消费者从队列中获取消息并进行处理。
数据库中间件的设计与实现
信 ， 客 户 机 群 和服 务 器 群 结 合起 来 【 其 工 作 流 程 是 ： 客 户 机 将 ｌ 】 。 在 里 的应 用 程 序 需 要 驻 留 网 上某 个 服 务 器 的 数 据 或 服 务 时 搜 索 此
（ ） Ｃ Ｊｖ ａ ｂ ｓ ｏ ｎ ｃｉ ｔ） １Ｊ ＤＢ （ａ ａＤ ｔ ａｅＣ ｎ ｅ ｔ ｉ ａ ｖｙ
或 服 务 。 在 发 送应 用 程 序 请 求 后 重 新 打 包 响应 。 其 传 送 回应 不 需 要 重 新 编码 就能 够访 问任 何 数 据 源 。 由于 Ｊ Ｂ 已经 得 到 并 将 Ｄ Ｃ 用 程 序 。数 据库 访 问 中 间 件 就是 实现 这 种 功 能 的一 种 中 间件 。 了各 大 厂 商 的 认 可 与 支 持 ．也 为 开 发 者 和 用 户 提 供 了一 条 从 ＷＥ Ｂ服 务 器 访 问数 据 库 的捷 径 。Ｊ Ｂ Ｄ Ｃ将 进 一 步得 以推 广 从 而 １ 数 据 库 中 间件 的 作 用 ． 多 媒体 教 学 支撑 平 台 系统 ．对 于 数 据 库 的 容 量 和 访 问能 力 最 终 成 为 Ｗ Ｂ服 务 器 访 问 数 据 库 的事 实 标 准 。 开 发 系统 中应 Ｅ 所 Ｉ Ｃ ） 要 求 不 苛 刻 ． 是 它 存 储 的 数 据 类 型 杂 、 问量 不 固 定 、 台数 用 的数 据 库 中间 件 原 型 就 是建 立 在 Ｊ Ｂ 的基 础上 。 但 访 后 据 库种 类 不 一 、 务 器操 作 系统 各 异 。 因此 ． 一 类 数 据 库 中 间 服 这
维普资讯
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２０ ０ ７年第 ８期
数据 库 中间件的设计 与实现
南 理 勇 －谭 业 武 。桑 玉 真 ， ，
多数据库系统中间件的设计与实现方法
第15卷 第4期 云南工业大学学报 Vol.15 No.4 1999年 Journal of Yunnan Polytechnic University 1999多数据库系统中间件的设计与实现方法①李 勇1 杨 蕾2(1:信息与电子工程学院,云南工业大学,昆明,650051;2:昆明市外语学校,昆明,650051)摘要 在基于Client/Server结构中的数据库事务处理模型中,中间件提供了全局事务处理与局部数据库系统的接口,它使多数据库系统能够对分布在不同站点的局部数据库进行透明访问.文中分析了这一模型中中间件的应用背景,在此基础上分析了中间件的设计与实现方法,并对这些方法实现的中间件作了性能上的比较.关键词:多数据库系统;客户机/服务器模型;中间件;应用程序接口前 言自E.F.Codd于70年代提出了关系数据库模型以来,众多的软件厂商陆续推出了各种关系数据库产品,如大型机上的DB2,中小型机上的Oracle和微机上的Access等.这些数据库可能在物理上和逻辑上存在差异,如数据格式、数据操作方式以及对SQL语言的实现等方面.因此,研制能集成现有的数据库系统的多数据库系统已成为数据库技术发展的必然趋势.而网络技术的发展为用户访问和处理分布在不同站点的各种数据库中的数据提供了可能,它使得异构的数据库之间可以共享它们相互依赖的数据,并具有互操作的能力.一般地,支持互操作的系统为客户机/服务器(Client/Server)模型,而在基于这样模型的实际应用中,会有多种应用和平台加入到这个模型中,这就要求客户和服务器之间有一组正式的接口以支持这些应用.从结构上来讲,这一层位于客户和服务器之间,因而称为中间件(Middle ware).通过中间件屏蔽了数据库系统不同的访问方法和用户界面,为用户呈现一个访问多数据库的公共接口,从而减少了不同数据库之间的差异.1 中间件模型与实现原理从概念上来讲,中间件是客户从服务器上获得服务的耦合剂,它的引入使原来较为简单的二层分布模型(Client/Server,见图1)被更加精确的三层模型(Client-Middle ware-Server,见图2)所替代.在二层模型中,应用程序直接与数据库对话,这就要求驱动程序与所存取的特定的DBMS(数据库管理系统)进行通讯.用户的SQL语句提交给数据库,其结果返回给用户.数据库可以存放在网络连接的另一台机器上,用户机为客户,存放数据库的机器为服务器,这就是典型的Client/Server配置.在三层模型中,应用程序把命令发给中间件,然后由中间件把相应的SQL语句发送给DBMS.数据库处理SQL语句后,把结果送中间件,然后再由中间件送至用户.中间件可以用来支持共同数据库的存取与特性控制,这就为实现异构数据库之间的互操作提供了实现方法(参考文献[3]).任何中间件的设计均需要解决三方面的问题.首先是功能匹配问题,就是如何根据客户方需要的服务,在系统范围内寻找到合适的服务实现;其次是接口匹配问题,中间件居于客户机与服务器之间,因此需①收稿日期:1999-04-07 第一作者简介:李勇,男,1971年2月生,工学硕士,62云南工业大学学报 第15卷要程序员定义远程服务是如何模拟客户方所要求的功能,并且在指定了客户方接口与远程服务的接口的对应关系后,程序员应指明远程操作的形式参数与本地请求的实际参数之间的关系;第三是运行支撑问题,即互操作实体如何合作执行.由上述三个问题可以确定中间件的四个基本构件:(1)客户应用程序接口;(2)公共编程接口/公共协议/网关等;(3)SQL编译器;(4)用于访问数据源的服务器软件(参考文献[2]).在具体的中间件实现中,根据设计与实现方法的差异分成两类。
kingshard数据库中间件设计与实现解析
kingshard的连接池设计
目标
➢ 复用连接，降低后端DB压力
方式
➢ 一个DB实例对应一个连接池 ➢ 连接池个数上限可配置，无空闲连接则阻塞
效果
➢ 前端高并发，MySQL负载不会抖动 ➢ 限制连接池个数，保护后端DB不至于宕机
12
kingshard的连接池设计
kingshard
Conn Pool
config
config
shard_key
sub_table
DB
10
kingshard的sharding方案
select * from tab where id = 10
config range hash time
calculate table index
select * from tab_0001 where id = 10
➢ Cobar
功能简单 基本不维护
➢ MyCat
易用性较低 开始商业化
6
kingshard的设计目标
核心指导思想
➢ 简单有效
核心功能
➢ 读写分离 ➢ 数据分片 ➢ 提升DB的可运维性，减轻DBA负担
7
kingshard的架构设计
整体架构图
8
kingshard的SQL Parser
Conn Pool
DB1 DB2
连接取出时： 重置字符集 重置Database
pop
conn conn ......
push conn
13
kingshard支持预处理的方案
作用
➢ 防SQL注入，参数不做语义解析，只当做字符串 ➢ 提升效率，SQL不再需要重复解析
示例
分布式数据库同步中间件系统的设计与实现
分布式数据库同步中间件系统的设计与实现摘要：随着信息时代的到来，网络技术进一步发展和普及，基于分布式数据库的应用系统越来越广泛，像电子购物系统、银行管理系统等。
在这些分布式应用中，通常会引入多个数据副本。
如何保证分布式数据库中数据副本的一致性显得非常重要，也一直是数据库应用中的热门问题。
关键词：分布式数据库；同步中间件系统；设计引言针对分布式数据库系统中对等模式下副本一致性的问题，设计了一个基于中间件的数据库同步系统。
该系统利用中间件实现数据库同步的目的，通过事务管理模块、冲突检测模块、通信模块、事务执行模块完成事务的捕获、分析以及对冲突事务的检测和处理。
实验结果表明，由于冲突在本地得到检测和处理，与两阶段协议（2PL）相比，基于中间件的数据库同步系统降低了事务的响应时间，减少了不必要的通信，提升了系统的性能。
1相关技术及理论研究1.1分布式数据库相关概述1.1.1分布式数据库分布式数据库是指将同一个数据系统存放在多个节点的数据库中，引入多个数据副本，并且各个节点的数据副本均能对同一个数据进行操作，因此保证所有节点的数据的一致性是确保系统正常运转的先决条件。
分布式数据库给用户和系统带来了很大的便利条件，一方面，用户只需访问本地数据库，减少访问延迟时间和通信损耗，从而提高系统的使用性能；另一方面，多个数据库的同时使用会提高数据的吞吐量，并且系统不会因为某个数据库出现故障而瘫痪，增强了数据的实用性和系统的安全性。
1.1.2数据库同步当一个数据库系统中同时存在两个或多个数据库，系统管理人员通过相关技术手段将其中一个数据库中的数据传输到另外的数据库，并能确保２个数据库中的数据完全一致，此操作过程称为数据库同步。
其他数据库节点中的数据会随着发生改变的数据库而变化，确保数据的完整统一。
1.2数据库中间件技术中间件技术是负责前端应用程序和系统之间传递数据的纽带，以实现稳定高效的目的。
分布式数据库可借助中间件技术共享数据资源，它位于服务器操作系统之上，帮助用户灵活高效地开发复杂的应用软件。
典型的数据库中间件设计模式
典型的数据库中间件设计模式
数据库中间件是一个用于连接和管理多个数据库的软件层。
它可以在多个数据库之间提供访问和数据传输，优化数据库的性能和可靠性。
在这篇文章中，我们将探讨典型的数据库中间件设计模式。
1. 垂直分片：将单个数据库分成多个较小的数据库，每个数据库处理不同的数据类型。
这种设计可以提高性能和可扩展性，但需要更多的管理和维护工作。
2. 水平分片：将单个表分成多个部分，每个部分存储一部分数据。
这种设计可以提高性能和可扩展性，但需要更多的复杂性和管理工作。
3. 数据库复制：将主数据库的数据复制到一个或多个从数据库，以提高可用性和可靠性。
这种设计可以提供高可用性和数据冗余，但需要更多的存储空间和网络带宽。
4. 数据库代理：这种设计将应用程序与多个数据库之间的访问隔离开来，可以提供更好的安全性和性能，但需要更多的管理和配置工作。
5. 数据库缓存：将常用数据缓存到内存中，可以提高查询性能和响应时间，但需要更多的内存和管理工作。
总之，数据库中间件设计模式可以根据不同的需求来定制。
了解不同的设计模式可以帮助我们选择最适合我们需求的方案。
- 1 -。
基于SaaS的XML数据库中间件的设计与实现
软 件 服务 商 不得 不 对客 户 的满 意 度给 予 更加 密 切 的关 注 ，
并 由此对 软件 问题 及扩 展需 求做 出更 快 的响应 ，从 而使软 件 服务 更加 趋于标 准化 ，另一方 面又 能照 顾到个 别企 业 的
之 间形成 一种互相牵制，最终达到 一种双赢的局 面。（） ２
租用 价格 吸引 越来越 多 的企业 来租 用软 件 系统 。 同时 ，也 使得 软件 服务 提供商 和潜 在客 户之 间 的沟通 成本 降低 。企
业用 户得 到的最 终软 件都 在互联 网上 展 示 出来 ，软件 的标
月租 型 ＣＲＭ 、在 线 ０Ａ、托管 型 ＥＲＰ更 是让人 耳 目一新 。 准化服 务对 应标 准化 报价 ，企 业用 户清楚 地 了解 自己购买
表示屠
业务逻 辑层 １ 业务逻 辑层２
场软 件服 务行业 的革 命 。
Ｓ ａ （ｏｔ ｒ ｓ ａ Ｓｒｉ ）—— “ ａＳ Ｓｆ ｗａｅ ａ ｅｖｃ ｅ 软件 即服务 ”
是一 种新 型的软 件服 务模 式 ，企业 用户 通过 软件 服务商 提 供 的网站 可 以了解到 自己花 多少钱 ，可 以得 到多 少应 用功 能的软 件服 务 ，并通 过在 线试 用 ，确 定在 符合 自己需求 的 基础上 ，购买软 件服 务 ，并通过 互联 网络 来在 线使 用这 种 服务 。因 此这种 服务模 式具 有集 中式 、规模 化 的特性 。
一
个逐 渐 进 入人 们视 野 的名词 “ ａ ” 正 悄悄 地带 来一 Ｓａ Ｓ
的服务 将给 自己企业 管理 带来什 么样 的效 果 ，而不用 操心 软 件是 否能 够顺 利推 行和 实施 ，想用 就用 就是 Ｓ ａ ａ Ｓ倡导
的精神 所在 。 另外 ，这种 新的 集 中式 软件 服务 模式之 所 以 越 来越 受到 企业用 户欢 迎 ，还 因为这 些企 业用 户们再 也不 必 负 担 系统 的基 础 结 构 、Ｉ Ｔ维 护 人 员 以及诸 如 应 用程 序 管 理 、监 控 、维护 和灾 难恢 复 等等操 作性 问题 的成本 ，所
数据库中间层体系结构及实现技术
—
Ｐ ｗ ｒｕ ｄｒ ｏ ｅ ｉｅ 等，也没有支持 相应分布式数据库的 ｂｌ
收稿 日期 ｝２ ０ —１ —３ ０１ ０ ０
Ｓｒｅ 中数据的唯一途径。标准 Ｓ Ｌ提供 了操 ｅ ｒ ｖ Ｑ
务逻辑通常采用标准的 Ｃ Ｃ ＋ ／ ＋语言开发，跟平台无
地计算机，Ｔ Ｌ Ｅ Ｅ Ｎ Ｔ也将远地服务 器的输 出送 回 到用户屏幕上，这种服务被称为 “ 透明”服务。
关，同时使用的是标准的数据访 问接 口，与数据库 无关。当业务逻辑增加时，以前的做法是通过硬件 升级，如采用 ３层或多层结构，业务逻辑很容易在 多台服务器上实现，若两台不够，可以再加，充分 利用现有的硬件控制，达到很好的性能。
对于一些特别的客户端，如一些嵌入式系统的 浏览器，它 既没 有 数据 库的 前端 软件 如 Ｄ ｌ ｉ ｅ ｈ， ｐ
２２ Ｑ ． ｓ Ｌ语法分类
为了和 Ｓ ＬＳｒｅ 通 信和操 作 存储 在 Ｓ Ｌ Ｑ ｅｖｒ Ｑ ｅｖ ｒ Ｓｒｅ中的对象，客户程序和存储过程要使用各种
称 为Ｔ ａｓｃ—Ｓ Ｌ或 Ｔ— ＱＬ的结构化查询语言 ｒｎａｔ Ｑ Ｓ
控制结构 （ ｉ和 ｗｈｌ） 如 ｆ ｉ 、局 部变 量 和 允 许 Ⅸ ｅ
３ 系统总体结构及实现
３ １ 系统总体结构 ．
系统设计分 为两部分，可变部分 与不变部分 （ 见图 １ 在设计与客户端的网络连接和相应的协 ） 议，与 客 户端 的网络连接 可采 用 下两种方法 ： Ｕ ｉ下，采用 ｌｅ 编程，把标准输入输出重定 向 ｎ ｘ ｎｔ ｄ
数据 库 中间 层体 系 结构 及实现 技 术
面向密文数据库的中间件系统的设计与实现
面向密文数据库的中间件系统的设计与实现一、引言随着互联网的快速发展和数据的爆炸增长，数据安全问题越来越受到人们的关注。
传统的数据库系统在数据存储和查询过程中存在着安全漏洞，容易被黑客攻击或泄露敏感信息。
为了保障数据的安全性和隐私性，面向密文数据库的中间件系统应运而生。
二、设计思路面向密文数据库的中间件系统的设计思路是将数据库中的数据进行加密处理，使得数据库中的数据在存储和传输过程中都是加密的状态，只有经过授权的用户才能解密并访问数据。
具体的设计步骤如下：1. 数据加密：将数据库中的数据进行加密处理，可以使用对称加密算法和非对称加密算法，保证数据的机密性和完整性。
2. 密钥管理：对加密算法中所使用的密钥进行有效的管理和保护，确保密钥的安全性。
可以采用密钥分发中心或者公钥基础设施来管理密钥。
3. 用户认证：对用户进行身份认证，保证只有经过授权的用户才能访问数据库中的密文数据。
可以采用用户名和密码的方式进行认证，也可以使用其他的认证方式，如数字证书等。
4. 访问控制：对数据库中的密文数据进行细粒度的访问控制，确保只有经过授权的用户才能进行数据的查询和修改操作。
三、系统实现面向密文数据库的中间件系统的实现可以分为以下几个步骤：1. 数据库选择：根据实际需求选择合适的数据库系统作为底层存储，如MySQL、Oracle等。
2. 数据加密：在数据库系统的上层引入加密模块，对数据进行加密处理。
可以采用数据库触发器、存储过程等方式来实现数据的加密和解密操作。
3. 用户认证和访问控制：设计用户认证和访问控制模块，对用户进行身份认证，并根据用户的权限设置合适的访问控制策略。
4. 密钥管理：设计密钥管理模块，对加密算法中所使用的密钥进行管理和保护，确保密钥的安全性。
5. 性能优化：针对面向密文数据库的中间件系统的特点，进行性能优化，提高系统的运行效率和响应速度。
四、数据安全保护的重要作用面向密文数据库的中间件系统在数据安全保护方面具有以下重要作用：1. 数据保密性：通过对数据库中的数据进行加密处理，保证数据在存储和传输过程中的机密性，防止敏感数据的泄露。
面向密文数据库的中间件系统的设计与实现
面向密文数据库的中间件系统的设计与实现一、背景介绍随着互联网和物联网的快速发展，数据的存储和使用已经成为了现代社会的重要组成部分。
然而，随着数据的增长，数据安全问题也变得越来越重要。
在这种情况下，密文数据库逐渐成为了一种解决方案，它可以保护数据的机密性和隐私性，同时保证数据的可用性和完整性。
密文数据库是一种特殊的数据库，它将数据加密后存储在数据库中，只有授权用户才能访问和使用这些数据。
为了实现密文数据库的功能，需要设计和实现一个面向密文数据库的中间件系统。
二、设计思路1. 数据加密中间件系统需要将用户的数据加密后存储到数据库中。
加密算法需要保证数据的机密性和隐私性，同时还需要保证数据的可用性和完整性。
常用的加密算法包括AES、RSA等。
2. 数据访问控制中间件系统需要实现数据访问控制，只有授权用户才能访问和使用数据库中的数据。
访问控制可以通过密码、证书等方式进行身份验证，也可以通过访问控制列表（ACL）进行授权。
3. 数据备份和恢复中间件系统需要实现数据备份和恢复功能，以保证数据的可用性和完整性。
备份可以定期进行，恢复可以在数据丢失或损坏时使用。
4. 数据查询和分析中间件系统需要实现数据查询和分析功能，以便用户可以对数据库中的数据进行分析和查询。
查询和分析需要在加密的数据上进行，同时需要保证查询和分析的效率和准确性。
5. 系统监控和管理中间件系统需要实现系统监控和管理功能，以便管理员可以监控和管理系统的运行状态。
监控和管理功能包括日志记录、性能监控、系统配置等。
三、实现步骤1. 数据库设计首先需要设计数据库的结构，包括数据表、字段、索引等。
在设计数据库时需要考虑数据的加密和访问控制。
2. 加密算法实现选择合适的加密算法，并实现加密和解密功能。
在实现加密算法时需要考虑加密的效率和安全性。
3. 访问控制实现实现访问控制功能，包括身份验证、授权等。
在实现访问控制时需要考虑安全性和效率。
4. 数据备份和恢复实现实现数据备份和恢复功能，包括数据备份、数据恢复等。
典型的数据库中间件设计模式
典型的数据库中间件设计模式数据库中间件是一种应用程序，它将数据库应用程序和数据库服务器之间进行连接管理。
在典型的数据库中间件设计模式中，可以分为以下步骤：1. 连接池管理：连接池是一种预先建立的数据库连接缓存池，可以减少应用程序与数据库服务器之间的连接数。
中间件通过连接池管理器来管理连接池。
该管理器可以启动，控制，关闭和管理连接池的大小和轮换。
2. 查询路由：在大型企业中，数据库通常是分布在多个服务器上的。
查询路由通过查询分发和结果汇总，实现对多个数据库进行操作和管理，可实现高可靠性和高性能的目标。
3. 事务管理：当多个客户端同时访问数据库时，一些事务会被阻塞，可能会导致数据库的故障。
事务管理可通过采用多个事务隔离级别和锁机制，提高并发性能，促进数据一致性。
4. 用户认证和授权：为了保证数据库的安全性，应该对用户进行认证和授权。
用户认证是一个非常重要的步骤，它涉及到用户口令的加密和存储，中间件可以提供安全性的密码验证机制。
授权是允许或拒绝用户对数据库资源的访问。
通过授权，可以确定哪些用户可以访问数据、哪些用户可以访问哪些数据、用户可以执行哪些操作等。
5. 数据缓存：数据缓存是一种缓存机制，允许在数据访问时采取的一些战略，以加速数据访问。
通过采用缓存机制，可以减少对数据库服务器的访问，并提高数据访问的性能。
6. 监控与诊断：当出现故障时，监控和诊断是非常重要的工具。
监控可以帮助管理员及时发现数据库问题，并立即采取措施，以减轻故障对业务的影响。
诊断工具则用于对数据库进行分析，以发现根本问题，并采取适当的措施来解决问题。
以上是典型的数据库中间件设计模式的步骤。
通过这些步骤，可以实现高性能和高可靠性的数据库操作，保障企业信息系统稳定运行和高效操作。
一个信息存储系统中数据库访问中间件的设计与实现的开题报告
一个信息存储系统中数据库访问中间件的设计与实现的开题报告一、选题背景和研究目的随着信息化时代的到来，越来越多的应用程序需要使用到数据库来存储数据。
而大型应用程序的数据库访问通常需要采用中间件来处理，以解决应用程序与数据库之间的互通问题。
因此，本次课题选取了一个信息存储系统中数据库访问中间件的设计与实现作为研究方向。
本次研究的主要目的是探究分布式系统下的数据库中间件的设计、开发和实现方法，主要任务包括数据库中间件的需求分析、架构设计、关键技术研究和功能验证等。
通过本次研究，可以提高对数据库中间件技术的理解和掌握，为信息化系统的开发和应用提供技术支持。
二、研究内容和方法1. 研究内容（1）数据库中间件架构设计：通过需求分析，确定数据库中间件所要实现的功能，基于该功能，设计数据库中间件的架构。
（2）数据库中间件关键技术研究：针对数据库中间件的关键技术展开研究，包括数据连接池、事务管理、连接池扩展、负载均衡、数据缓存、数据备份等技术。
（3）数据库中间件功能验证：对设计的数据库中间件进行功能测试和验证，通过功能测试和验证，确定中间件的有效性和可行性。
2. 研究方法本次研究采用文献调研、实验测试等研究方法，以实现的数据库中间件为基础，结合已有中间件设计和实现经验，对系统进行优化和改进，并进行适当的算法优化和性能测试。
三、预期研究结果与应用价值通过本次研究，可以得到一个完整的、基于分布式系统的数据库中间件设计与开发解决方案，并得出实现的具体方式和方法。
此外，该研究成果也可以为其他相关信息存储系统的数据库中间件设计和实现提供参考，并有助于推进信息化智能化发展，提高企业应用程序对大型数据库的稳定、高效地运行能力。
罗立树-数据库中间件架构设计和实现细节
id 1
age 12
name chen
6 8 4 2
32 66 19 16
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32 66 19 16
1 1 1 1
chen huang liu zhang
3
5 7 merge id 2 4 6 8
15
17 22 age 16 19 32 66
li
huang huang name zhang liu chen huang
15
17 22 age 16 19 32 66
li
huang huang name zhang liu chen huang
1 5 3
32 66 15
22 35 15
44 105 15
2 3 1
chen huang li
Limit…offset
• Select min(id) as min,max(age),avg(age),sum(age),count(age)， username from t_user Group by username Order by min limit 10 offset 100;
聚集函数-解析
id 1 age 12 name chen
3
SELECT MIN(id), MAX(age), AVG(age), SUM(age), COUNT(age) FROM t_user2 2 66 ？ 133 merge 4 5 7 id 2 4 6 1 66 24.8750 199 8 8
Order by
• Select min(id) as min,max(age),avg(age),sum(age),count(age), name from t_user Group by name Order by min;
数据库中间件设计与实现
用户自定义慢日志耗时大小
19
总结
普遍存在的两大问题
性能效率问题：采用代理的方式，有性能损耗，跨库查询性能更差。是否 有其它更高效方式？
功能问题：不支持分布式事务。为什么不支持？如何实现分布式事务？
2ble
DB
11
数据分片
select * from tab where id = 10
config range hash time
calculate table index
select * from tab_0001 where id = 10
12
SQL路由
路由概念
SQL路由是根据分片规则配置，将SQL定位至真正的数据源
效果
自动摘除宕机或网络中断的DB 自动挂载恢复正常的DB
middleware
select 1
select 1 select 1
DB_Slave1
DB_Master
DB_Slave2
17
高可用方案
18
安全与审计
客户端IP限制
用户自定义IP白名单列表
SQL黑名单
用户定义黑名单SQL列表
5
主流MySQL Proxy方案
主要解决方案
DBProxy
Mysql官方产品，但只出到Beta 0.8，基本不维护 BUG多、扩展功能较难 C语言开发 国内衍生：360 Atlas、Meituan DBProxy、Sohu DBProxy...
Cobar
功能简单 基本不维护 JAVA开发 阿里内部已发展为TDDL(非代理模式),并在阿里云DRDS中大量使用 国内衍生：MyCat
基于SEDA架构的数据库中间件系统的设计和实现的开题报告
基于SEDA架构的数据库中间件系统的设计和实现的开题报告一、研究背景及意义随着互联网和大数据的快速发展，数据库的应用也越来越广泛，由此产生了大量的数据库中间件系统。
数据库中间件系统是介于应用程序和数据库之间的一层软件，主要用于提高数据库的可用性、可扩展性、可靠性和性能。
在单一的数据库无法满足高并发和海量数据访问的情况下，数据库中间件可以将请求分布到不同的数据库中，从而提高系统的可用性和可扩展性。
目前，传统的数据库中间件系统主要采用了基于线程池和进程池的实现方式，存在一定的局限性。
线程池和进程池虽然简单易用，但是无法应对高负载和高并发的情况，对于复杂的业务场景无法满足要求。
此外，对于传统的数据库中间件系统，处理流程是串行的，一旦出现慢查询或者出现瓶颈，整个系统的性能都会受到影响。
因此，在这种背景下，提出了一种基于SEDA架构的数据库中间件系统。
SEDA架构是一种面向事件的并发模型，可以实现高吞吐量和低延迟的应用程序。
SEDA架构是由Matt Welsh等人提出的，它主要是通过将长时间的请求切分成小的事件并将其传递给多个线程来实现并发控制，从而提高了系统的性能和可伸缩性。
在这种背景下，本文将研究基于SEDA架构的数据库中间件系统的设计和实现，以解决传统的数据库中间件系统存在的一些问题，从而提高系统的性能、稳定性和可扩展性。
二、主要研究内容1. 研究SEDA架构的相关理论和实现方法。
SEDA架构是一种全新的面向事件的并发模型，要想成功实现基于SEDA架构的数据库中间件系统，需要先深入探究SEDA架构的相关理论和实现方法。
2. 研究数据库中间件系统的相关技术和现有系统的架构设计。
本文将分析传统的数据库中间件系统的相关技术和现有系统的架构设计,了解现有的一些数据库中间件系统的优点和问题所在。
3. 基于SEDA架构设计数据库中间件系统。
通过对SEDA架构的深入研究以及对现有数据库中间件系统的分析，本文将提出一种基于SEDA 架构的数据库中间件系统的设计方案。
数据库通信中间体的设计研究
数据库通信中间体的设计研究随着现代信息化的发展，数据库通信已经成为了不可或缺的一部分，利用数据库通信可以在不同的系统之间实现数据共享，提高数据处理的效率。
在数据库通信中，中间体是非常重要的一环，它可以扮演着连接数据库和数据使用者之间的桥梁，促进数据共享与转换。
在本文中，我们将研究数据库通信中间体的设计方法和应用实践。
一、设计方法1. 架构设计在设计数据库中间体的架构之前，需要考虑到不同系统之间的接口及可用性的问题。
一般来说，数据库中间体的架构结构包括以下组成部分：- 数据库服务器- 数据库中间件- 应用服务器- 应用程序2. 数据库中间件设计数据库中间件是各种数据源之间的桥梁，它的作用在于管理数据库连接、事务、存储过程、语句缓存等。
同时还可以实现负载均衡、故障检测、连接池管理等功能，保证了整个系统的可用性和稳定性。
在进行数据库中间件的设计中，考虑到不同的数据库厂商提供的中间件功能不同，需要根据具体的需求和环境进行选择和优化。
3. 应用程序设计应用程序通常是通过中间件操作数据库，读写操作的语句需根据中间件的接口进行编写。
在应用程序的设计中，需要考虑到模块化、灵活性和可扩展性等。
此外，在应用程序的开发中还需要注意事务控制、安全性和性能等方面。
二、应用实践1. 数据库通信中间体的优点- 数据库通信中间体可以将不同数据库之间信息的转化，提高了数据共享与转换的效率；- 中间体还可以帮助开发人员发现问题，更快地定位并解决问题，提高了整个系统的稳定性和可靠性；- 数据库通信中间体可以提供端到端的性能服务，从根本上解决了数据库通信性能问题。
2. 案例分析以在线旅游预订系统为例，通过中间件将用户信息、订单信息等数据存入数据库。
为了提高多个线程的并发性能，系统会采用数据分库技术，同时利用数据库中间件减轻数据访问对原始数据库的压力，从而降低了系统的性能损耗。
在系统正式上线之前，需要对数据库通信中间体进行测试和验证，确保其稳定性和可用性。
数据库集群中间件S-JDBC的设计与实现的开题报告
数据库集群中间件S-JDBC的设计与实现的开题报告一、选题背景随着大数据时代的到来，数字化时代的发展，数据库管理系统已经成为一个非常重要的技术领域。
数据库集群可以通过增加存储容量、提高响应速度等方式来提高数据库的可靠性和性能。
但是，数据库集群也带来了一些新的问题，例如数据一致性的问题，数据库节点间通信的延迟问题等。
因此，数据库集群中间件成为一个非常重要的技术，它可以解决这些问题并提高数据库集群的性能和可靠性。
二、选题意义本文将介绍一种数据库集群中间件S-JDBC的设计与实现。
S-JDBC是由日本NEC 公司开发的一种开放源代码的数据库中间件。
S-JDBC可以通过将多个数据库连接到一个虚拟数据库，从而实现数据的集中管理。
S-JDBC可以自动监测数据库的负载情况，并动态地将请求分配到不同的数据库节点上，以获得最佳性能和可靠性。
此外，S-JDBC采用了一系列创新性的技术，如异步复制、数据容错等，并借鉴了其他数据库中间件的一些优秀设计，如JDBC API等。
S-JDBC的设计和实现可以为大规模并发请求的数据库集群提供参考。
三、选题内容本文将分为以下几个部分来介绍S-JDBC的设计和实现：1. S-JDBC的工作原理：介绍S-JDBC的基本架构和工作流程；2. S-JDBC的异步复制机制：介绍S-JDBC的异步复制机制如何保证数据的一致性和可靠性；3. S-JDBC的数据库容错机制：介绍S-JDBC的容错机制如何保证数据库的可靠性；4. S-JDBC的性能测试：对S-JDBC的性能进行测试，并与其他数据库中间件进行比较和分析；5. S-JDBC的前景和总结：对S-JDBC的未来发展进行展望，并对本文进行总结。
四、选题方法和步骤本文的研究方法主要是理论研究和实验测试相结合。
首先，对S-JDBC的相关文献进行搜集和研究，了解其基本架构和工作流程。
然后，通过阅读其源代码和运行环境，深入理解其核心技术和实现细节。
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ｍｏｎｔｈ ’月‘
＞
ｎｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｄ
ｄａｙ ‘日’
＜＝
ｖａｌｉｄｔｉｍｅ ｓｃａｌａｒｅｘｐ
‘ｉｎｔｅｒｖａｌ’ｓｐａｎｅｘｐ
ｓｐａｎｅｘｐ
ｈｏｕｒ ‘时’
＞＝
ｍｉｎｕｔｅ ‘分’ ｃｏｎｏｐ
＜＞
ｓｅｃｏｎｄ ‘秒’
＝
ｔｉｍｅｆｌａｇ ｑｕｅｒｙｅｘｐ
ｓｅｌｅｃｔ ｓｅｌｅｃｔｉｔｅｍｌｉｓｔ ｆｒｏｍ ｔａｂｌｅｎａｍｅｌｉｓｔ ｗｈｅｒｅ ｃｏｎｄｅｘｐ ｇｒｏｕｐ ｂｙ ｇｒｏｕｐｌｉｓｔ ｈａｖｉｎｇ ｃｏｎｄｅｘｐ
扫描类ｓｃａｎｎｅｒ －对时态处理语句扫描生成一个令牌链表（ｔｏｋｅｎｌｉｓｔ） ＋返回ｔｏｋｅｎｌｉｓｔ的头令牌（ｔｏｋｅｎ）（）
Hale Waihona Puke 运行类ｒｕｎ －执行合法的ｓｑｌ语句 ＋通过Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ对象调用ＤＢＭＳ执行ｓｑｌ语句（）
示可以在这组语句中任选一组来表示，相当于传统 SQL表 达 中 的 竖 线| 。 比 如 起 始 的 虚 线 方 框 组 ： QUERY， DDL， DML， CONTROL就表示一个时态处理 语句可以为QUERY语句，或DDL语句，抑或是DML语句， 又或者可以是CONTROL语句。实线箭头表示一个关键字可 以由箭头指向的部分来表示。比如一个DDL语句可以表示成 为ddltable， ddlview，drop table和drop view中的任意一个。
图 ３图：3 ＴTＤDＢ ＡBＳAＥS中E主主要要类类以以及及类类间间消消息息链 接链 接
类的作用是执行合法的 SQL语句，它实现的处理是通过 statement对象调用DBMS执行SQL语句。图中双向箭头表示 各个类之间有相互间方法或者函数的调用。其中我们可以看 到解析器类parase是最重要的类，它在总体上控制着时态处 理SQL语句向数据库管理系统支持的SQL语句的转换，是各 个类联系的枢纽。其他没列举出来的类还包括：常量类( 处
ｓｃａｌａｒｅｘｐ
ｓｃａｌａｒｅｘｐ ｎｏｔ ｉｎ ｑｕｅｒｙ
ｄｄｌｔａｂｌｅ ｄｄｌｖｉｅｗ ｄｒｏｐ ｔａｂｌｅ ｄｒｏｐ ｖｉｅｗ
ｃｒｅａｔｅ ｔａｂｌｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ｔａｂｌｅｄｅｆ） ｃｒｅａｔｅ ｔａｂｌｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ｄｄｌｑｕｅｒｙ）
ｃｒｅａｔｅ ｖｉｅｗ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ（ｄｄｌｑｕｅｒｙ）
ｔａｂｌｅｄｅｆ ｄｄｌｑｕｅｒｙ
ｔａｂｌｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ ｄａｔｅｔｙｐｅ
ｃｏｌｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ
（ｃｏｌｌｉｓｔ） ａｓ ｑｕｅｒｙ
ｐｒｉｍａｒｙ ｋｅｙ ｃｏｌｌｉｓｔ
ｆｏｒｅｉｇｎ ｋｅｙ
＋处理ｎｏｗ，ｆｏｒｅｖｅｒ，ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ等时态数据（） ＋检查ｔｉｍｅｓｔａｍｐ的合法性（） ＋把一个字符串变成日期型ｄａｔｅ（） ＋把一个字符串变成跨度型ｓｐａｎ（） ＋分析检查时间跨度的合法性（） ＋拆分时间跨度为起始时间和终止时间（）
图中QUERY语句可以表示成“timeflag queryexp”, 其 中timeflag 为斜体字，表示为可选，相当于传统 SQL语法表示中的中括号[]；由虚线组成的方框组表
a DBMS that can dispose temporal data and several temporal databases managed by it. 【Key words】Temporal dispose；TDBASE；Temporal database；DBMS
时态数据库的产生和发展源于传统数据库的时态危机， 传统的关系数据库无法彻底解决一些时态处理问题：它们虽 然可以通过二维的关系表表示出时间的跨度，但不免造成数 据冗余；又或者使用三维表的方法，定义一个时间维，但这 样又无法准确地划分时间段。于是人们对以往的数据库系统 进行一次改革，把传统的数据库系统中加上时态属性，用它 来表达时态信息，并且对时间有关的问题进行新的定义和操 作。数据库的时态属性实现方法就是建立一个时态数据库模 型，在这个模型上面对时间问题进行定义，可以定义时间区 间，也可以定义时间点，或二者兼而有之。然后对这个模型 进行关系代数的定义和操作，进而可以实现查询语言的定义 或改进。这就形成了一种新的关系型数据库，即时态数据 库，它的出现给解决时态问题带来了曙光。
＋调用扫描类ｓｃａｎｎｅｒ生成一个ｔｏｋｅｎｌｉｓｔ（） ＋对各个ｔｏｋｅｎ进行相应的合法性判断（） ＋调用相关类生对各个ｔｏｋｅｎ进行相应的转换（） ＋对转换过的ｔｏｋｅｎ进行重新组装（） ＋调用数据库校验类ｄｂｃｈｅｃｋ执行转换后的语句（） ＋信息返回以及出错处理（）
日历类 ｃａｌｅｎｄａｒ
－时态数据同ＤＢＭＳ合法数据的相互转化
1 TDBASE的设计
1.1 实现时态处理的设计思想 本文探讨的实现数据库时态处理的方法，不是借助一个
完整的时态数据库管理系统(Temporal DBMS)来进行相关的 时态处理。而是在商业非时态数据库管理系统的基础上，实 现一个时态处理应用和非时态数据库管理系统之间的一个通
道，即一个中间件TDBASE。 它能够把具有时态特征的SQL语句转变成为可由非时态
时态应用一
时态应用二
普通应用三
时态 ＳＱＬ 语句
时态 ＳＱＬ 语句
ＴＤＢＡＳＥ（时态语句处理中间件）
标准 ＳＱＬ 语句
标准 ＳＱＬ 语句
标准 ＳＱＬ 语句
商业 ＤＢＭＳ（ＯＲＡＣＬＥ）
图 1 中间件 TDBASE
作 者 简 介 ：李振军(1979－)，男，硕士生，研究方向：网络与工程
软件；陆芸婷，硕士生；成良玉，教授
［ｔｉｍｅ－ｔｉｍｅ）
ｂｅｇｉｎ （ｅｖｅｎｔｅｘｐ） ｅｎｄ （ｅｖｅｎｔｅｘｐ）
ｅｖｅｎｔｅｘｐ
ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｆｏｒｅｖｅｒ ｄａｔｅｓｔｒｉｎｇ ｔｉｍｅｓｔａｍｐｓｔｒｉｎｇ
公元１年 公元１００万年 ‘ＹＹＹＹ－ＭＭ－ＤＤ’ ‘ＹＹＹＹ－ＭＭ－ＤＤ ＨＨ：ＭＭ：ＳＳ’
ｙｅａｒ ‘年‘
＜
处理语句分为4 类：QUERY(数据查询) ，DDL( 数 据 定义)，DML(数据操作)和CONTROL(控制)。本文对 TDBASE的语法解释的方式没有采用传统的SQL语法 解释方式，而用图表的方法进行解释，力求做到直 观,清晰地表达TDBASE所支持的时态处理语法。如
解析器类 ｐａｒａｓｅ
－对语句进行集中分析处理，生成对应的ＳＱＬ语句
disposal middleware,and non-temporal DBMS is offered. The temporal syntax supported by TDBASE and the process of realizing TDBASE are described.
By using the interface offered by TDBASE,user can translate temporal SQL into standard SQL that could be run by non-temporal DBMS in order to realize
数据库管理系统直接执行的SQL语句，然后交由非时态数据 库管理系统执行。这种方法的好处是当新的时态SQL语句加 入时，数据库管理系统中原有的数据库及其上的应用程序还 可以照常使用，应用程序只需通过TDBASE的接口类就可以 调用TDBASE的服务，而TDBASE通过所选择的商业非时态 数据库管理系统所提供的JDBC接口和其交互信息。从用户 的角度来看，他们面对的是一个能够进行时态处理的数据库 管理系统和其管理下具有时态属性的数据库。TDBASE在实 现上选择使用Oracle作为实现时态处理的数据库管理系统， 用户的时态数据经过转换后都以合法的形式存储在Oracle所 管理的数据库中。中间件TDBASE在实现数据库时态处理中 的地位和作用如图1所示。
接口类ＴＣＩ
－用户程序接口，通过ＪＤＢＣ接口同ＤＢＭＳ连接
＋在数据库上建立基本表（） ＋通过ＤＢＭＳ的合法用户名和密码打开数据库（） ＋调用解析器类分析时态处理语句（） ＋清除初始化时建立的基本表表（） ＋关闭数据库（）
数据库校验类ＤＢＣＨＥＣＫ
－对数据库已有数据进行检查
＋检查数据库的连接状态（） ＋调用运行类ｒｕｎ执行建表操作（） ＋调用运行类ｒｕｎ执行建视图操作（） ＋检验所建表中是否存在重复的字段（） ＋检验所建表是否重名（）
收 稿 日 期 ： 2003-07-28
E-mail： jordanli_flying@
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1.2 TDBASE所支持的时态处理语法 TDBASE支持的语法符合标准时态查询语言规
范。这里值得指出的是：TDBASE所支持的时态处 其他类 理语句只是标准时态查询语言的一个子集。本文把 TDBASE所支持的语法用图2表示。TDBASE把时态
ｓｅｌｅｃｔｉｔｅｍｌｉｓｔ ｃｏｎｄｅｘｐ
＊ ｃｏｌｕｍｎｉｔｅｍ
ｌｉｓｔ
ｎｏｔ／ａｎｄ／ｏｒ ｃｏｎｆａｃｔｏｒ
ｃｏｌｒｅｆ ，ｃｏｌｒｅｆ
ｍｅｅｔｓ ｃｏｎｔａｉｎｓ
（ｃｏｎｄｅｘｐ） scalarexp conop scalarexp ｓｃａｌａｒｅｘｐ ｃｏｎｏｐ ｑｕｅｒｙ ｓｃａｌａｒｅｘｐ ｎｏｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｃａｌａｒｅｘｐ ａｎｄ