摘 要 隨著中間件與Web技術的發(fā)展，三層或多層分布式應用體系越來越流行。而中間件作為分布體系應用的關鍵技術，以其獨特的優(yōu)勢為各種分布式應用的開發(fā)注入了強大動力，極大地推動了應用系統(tǒng)集成的發(fā)展。論文描述了基于Delphi中間件的三層結構訪問數(shù)據(jù)庫信息的方法。
關鍵詞 三層結構；中間件；連接技術；數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)
作者簡介：邵泳兵（1968-），女，廣東南海人，碩士，助教
1 引言
當前的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中，按其結構劃分為兩類，一類是兩層結構的數(shù)據(jù)庫應系統(tǒng)，另一類是多層結構的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)。
兩層結構的數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)包括客戶/服務器（C/S）模式和瀏覽器/服務器（B/S）模式，它的特點是數(shù)據(jù)和程序分離，數(shù)據(jù)庫服務器端管理數(shù)據(jù)，客戶機或瀏覽器顯示、訪問和更新數(shù)據(jù)，因此可以分別進行開發(fā)和維護，同時也降低了數(shù)據(jù)庫服務器的工作量，減小了網絡的流量，具有較強的安全性，但當客戶端程序或瀏覽器較多時，服務器的性能會明顯下降，而且應用邏輯安裝在每個客戶機上，如果系統(tǒng)要升級，就只能對客戶機逐一進行，如果客戶機分布在不同的地點，維護和升級任務將非常繁重。為了解決兩層結構應用系統(tǒng)的不足，人們提出了多層數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的結構模式，具有代表性的是三層結構。
2 三層系統(tǒng)的體系結構
所謂三層結構，是在客戶端與數(shù)據(jù)庫之間加入了一個“中間層”，也叫組件層。在這種體系結構中，客戶機只存放表示層軟件，后臺是數(shù)據(jù)庫，業(yè)務邏輯包括事務處理、監(jiān)控、信息排隊、Web服務等采用專門的中間件服務器，大大減少了與數(shù)據(jù)庫服務器連接的次數(shù)。通常情況下客戶端通過COM/DCOM通訊與中間層建立連接，再經由中間層與數(shù)據(jù)庫進行交互，客戶端與數(shù)據(jù)庫隔離，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。在三層系統(tǒng)體系中，系統(tǒng)資源被統(tǒng)一管理和使用，用戶可以通過網格門戶（portal）透明地使用整個網絡資源。 它的體系結構如圖1所示。
三層結構功能如下：
表示層：提供簡潔的人機交互界面，負責數(shù)據(jù)顯示和客戶端的數(shù)據(jù)處理，由客戶機實現(xiàn)；
功能層：實現(xiàn)業(yè)務邏輯，即實現(xiàn)客戶與數(shù)據(jù)庫對話，同時，在這一層中，還應實現(xiàn)分布式管理、負載均衡、安全隔離等；它是一個遠程模塊，由應用服務器來實現(xiàn)；
數(shù)據(jù)層：負責數(shù)據(jù)管理，提供數(shù)據(jù)的存儲服務，由數(shù)據(jù)庫服務器來實現(xiàn)。
三層結構的主要特點：（1）安全性。中間層隔離了客戶直接對數(shù)據(jù)服務器的訪問，保護了數(shù)據(jù)庫的安全。（2）穩(wěn)定性。三層分布式體系提供了更可靠的穩(wěn)定性：中間層緩沖Client與數(shù)據(jù)庫的實際連接，使數(shù)據(jù)庫的實際連接數(shù)量遠小于Client應用數(shù)量。當然，連接數(shù)越少，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)就越穩(wěn)定。（3）易維護。由于業(yè)務邏輯在中間服務器，當業(yè)務規(guī)則變化后，客戶端程序基本不做改動。（4）快速響應。通過負載均衡以及中間層緩存數(shù)據(jù)能力，可以提高對客戶端的響應速度。（5）系統(tǒng)擴展靈活。基于三層分布體系，當業(yè)務增大時，可以在中間層部署更多的應用服務器，提高對客戶端的響應，而所有變化對客戶端透明。
3 三層系統(tǒng)的連接技術
3.1 前端連接技術（DataSnap）
在三層數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)中，客戶端與應用服務器端常處于不同的物理區(qū)域，它們之間的數(shù)據(jù)傳送成了影響系統(tǒng)運行效率最關鍵的技術。在Delphi中要建立與應用服務器的連接，客戶程序必須使用一個或幾個DataSnap連接組件，以及ClientDataSet等組件。首先DataSetProvider組件把讀取的DataSet數(shù)據(jù)源壓縮并切割成一段一段的數(shù)據(jù)包（Data Packet），通過各種傳輸協(xié)議如DCOM、TCP/IP、HTTP協(xié)議傳給前端，前端的DataSnap連接組件會把接受到的數(shù)據(jù)包再還原成DataSet傳給ClientDataSet組件，Data Control組件就可以將ClientDataSet作為數(shù)據(jù)源對它進行操作。
DataSnap技術是Delphi開發(fā)多層數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)的核心技術，它不但提供了基于DCOM、TCP/IP、HTTP三種傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)傳送方式，還通過SimpleObjectBroker組件使系統(tǒng)輕易具備容錯能力和負載平衡能力，使得Delphi開發(fā)的多層應用系統(tǒng)不但結構簡潔、執(zhí)行效率高、應用范圍廣，而且安全穩(wěn)定，而且現(xiàn)在DataSnap還能夠同時在Windows和Linux上執(zhí)行。
3.2 應用服務器與數(shù)據(jù)庫的連接ADO
ADO是Microsoft存取通用數(shù)據(jù)源的標準引擎，它通過封裝OLE-DB來存取各種不同的數(shù)據(jù)，OLE-DB定義了統(tǒng)一的COM接口作為存取各類異質數(shù)據(jù)源的標準，藉由OLE-DB，程序員就可以使用一致的方式來存取各種數(shù)據(jù)，但OLE-DB太底層化，在使用上非常復雜，而ADO組件以COM技術封裝OLE-DB為ADO對象，大量簡化了程序員開發(fā)數(shù)據(jù)存取的工作，同時許多廠商也推出了ADO驅動程序，使得ADO應用日趨廣泛。
4 實現(xiàn)方法
本例使用DCOM協(xié)議，系統(tǒng)模型如圖2所示。
應用服務器是一個遠程數(shù)據(jù)模塊，它是一個COM程序，它通過ADO與SQL語句和數(shù)據(jù)庫服務器連接。它負責從數(shù)據(jù)庫服務器存取數(shù)據(jù)并通過DataSetProvider組件將數(shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)包，然后通過DCOM協(xié)議傳遞到網絡上的客戶端?？蛻舳说慕M件負責還原數(shù)據(jù)，這項工作由DCOMConnection來完成。ClientDataSet組件是客戶端數(shù)據(jù)集組件，它負責接收DCOMConnection組件還原過來的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳遞給客戶端數(shù)據(jù)處理組件，客戶端數(shù)據(jù)處理和顯示組件主要有ADOQuery、ADOTable、DataSource、DBGrid、DBEdit、DBComboBox等等，反過來，ClientDataSet組件負責收集客戶端處理的數(shù)據(jù)，并把處理后的數(shù)據(jù)提交DCOMConnection組件，該組件通過DCOM協(xié)議和應用服務器正確地將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫DB。
以顯示學生數(shù)據(jù)庫中學生基本信息表為例，具體地用Delphi語言實現(xiàn)步驟如下。
4.1 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫
在E盤建立文件夾E：\學生課程管理，在該文件夾中創(chuàng)建Access數(shù)據(jù)庫Student.mdb，包含表jbqk（基本情況）、course（課程）、teacher（教師）、sle_course（選課），jbqk表中設置主鍵為number（學號），以備查詢之用。建立的表如圖3所示。
圖3 學生基本情況表jbqk
4.2 建立應用服務器程序
（1）建立一個應用程序，在窗體上添加ADOConnection1、ADOTable1、DataSource、DBGrid1四個組件，設置這四個組件的屬性。
ADOConnection1的ConnectionString屬性設置為Student.mdb，LoginPrompt屬性設置為false，ADOTable1的Connection屬性設置為ADOConnection1，TableName屬性設置為jbqk（在下拉列表框中可以找到），Active屬性設置為true。保存所有文件，項目文件名為AppServer，單元文件名為Server1。
（2）新建一個遠程數(shù)據(jù)模塊（Remote Data Module），設置類名為rdstu，在它的Uses子句中添加Server1，這樣rdstu模塊就可以訪問Server1里面的組件了。在模塊中添加組件DataSetProvider，設置它的DataSet屬性為Form1.Table1，這樣可以將本地數(shù)據(jù)讀到DCOM服務器上，并由DataSetProvider組件提供給客戶端。保存單元文件，命名為Server2。
運行程序后，系統(tǒng)自動在服務器注冊程序，當有客戶端程序運行時，系統(tǒng)會自動啟動服務器程序。
4.3 建立客戶端程序
為了方便描述，這里把客戶端程序和服務器程序放在同一臺電腦上。實際應用中通常把客戶端程序與服務器程序放置在不同的電腦上。
新建一個應用程序，在窗體上添加DCOMConnection1、ClientDataSet1、DataSource1、DBGrid1、DBNavigator1等組件。
設置DCOMConnection1的ComputerName屬性為服務器所在的計算機名，這樣程序可以在網絡上尋找服務器，如果本服務器已在本機注冊，則不設置ComputerName屬性；設置它的ServerName屬性為AppServer.rdstu；設置它的Connected屬性為True，此時激活服務器程序。
設置ClientDataSet1的RemoteServer屬性為DCOMConnection1；ProviderName屬性為DataSetProvider1。這樣ClientDataSet1就可以通過DCOMConnection1從DataSetProvider1組件讀取數(shù)據(jù)了。
DataSource1的DataDet屬性設置為ClientDataSet1。
DBGrid1和DBNavigator1的DataSource屬性設置為DataSource1。
5 結論
和兩層C/S結構相比，三層C/S結構具有更靈活的硬件系統(tǒng)構成，對于各個層可以選擇與其處理負荷和處理特性相適應的硬件。合理地分割三層結構并使其獨立，可以使系統(tǒng)的結構變得簡單清晰，提高了程序的可維護性。三層C/S結構中，應用的各層可以并行開發(fā)，各層也可以選擇各自最適合的開發(fā)語言，有利于變更和維護應用技術規(guī)范。按層分割功能使各個程序的處理邏輯變得十分簡單。在Delphi中主要通過DataSnap等技術來實現(xiàn)。隨著基于Web的瘦客戶機結構的發(fā)展，基于多層分布體系的應用將會越來越廣泛。
參考文獻
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[2] 李維.Delphi 7高效數(shù)據(jù)庫程序設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.
[3] 何鵬飛.Delphi 7程序設計教程[M].北京:清華大學出版社,2003.
[4] 張增強,劉成.Delphi 7數(shù)據(jù)庫開發(fā)完全手冊[M].北京:清華大學出版社,2003.
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