關鍵詞三層結構；中間件；連接技術；數據庫應用系統
作者簡介：邵泳兵，女，廣東南海人，碩士，助教
1引言
當前的數據庫應用系統中，按其結構劃分爲兩類，一類是兩層結構的數據庫應系統，另一類是多層結構的數據庫應用系統。
兩層結構的數據庫應用系統包括客戶/服務器模式和瀏覽器/服務器模式，它的特點是數據和程序分離，數據庫服務器端治理數據，客戶機或瀏覽器顯示、訪問和更新數據，因此可以分別進行開發和維護，同時也降低了數據庫服務器的工作量，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，假如系統要升級，就只能對客戶機逐一進行，假如客戶機分佈在不同的地點，維護和升級任務將非常繁重。爲了解決兩層結構應用系統的不足，人們提出了多層數據庫應用系統的結構模式，具有代表性的是三層結構。
2三層系統的體系結構
所謂三層結構，是在客戶端與數據庫之間加入了一個“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，後臺是數據庫，業務邏輯包括事務處理、監控、信息排隊、Web服務等採用專門的中間件服務器，大大減少了與數據庫服務器連接的次數。通常情況下客戶端通過COM/DCOM通訊與中間層建立連接，再經由中間層與數據庫進行交互，客戶端與數據庫隔離，提高了整個系統的可靠性。在三層系統體系中，系統資源被統一治理和使用，用戶可以通過網格門戶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，負責數據顯示和客戶端的數據處理，由客戶機實現；
功能層：實現業務邏輯，即實現客戶與數據庫對話，同時，在這一層中，還應實現分佈式治理、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；
數據層：負責數據治理，提供數據的存儲服務，由數據庫服務器來實現。
三層結構的主要特點：安全性。中間層隔離了客戶直接對數據服務器的訪問，保護了數據庫的安全。穩定性。三層分佈式體系提供了更可靠的穩定性：中間層緩衝Client與數據庫的實際連接，使數據庫的實際連接數量遠小於Client應用數量。當然，連接數越少，數據庫系統就越穩定。易維護。由於業務邏輯在中間服務器，當業務規則變化後，客戶端程序基本不做改動。快速響應。通過負載均衡以及中間層緩存數據能力，可以提高對客戶端的響應速度。系統擴展靈活。基於三層分佈體系，當業務增大時，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。
3三層系統的連接技術
3。1前端連接技術
在三層數據庫應用系統中，客戶端與應用服務器端常處於不同的物理區域，它們之間的數據傳送成了影響系統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數據源壓縮並切割成一段一段的數據包，通過各種傳輸協議如DCOM、TCP/IP、HTTP協議傳給前端，前端的DataSnap連接組件會把接受到的數據包再還原成DataSet傳給ClientDataSet組件，DataControl組件就可以將ClientDataSet作爲數據源對它進行操作。
DataSnap技術是Delphi開發多層數據庫應用系統的核心技術，它不但提供了基於DCOM、TCP/IP、HTTP三種傳輸協議的數據傳送方式，還通過SimpleObjectBroker組件使系統輕易具備容錯能力和負載平衡能力，使得Delphi開發的多層應用系統不但結構簡潔、執行效率高、應用範圍廣，而且安全穩定，而且現在DataSnap還能夠同時在Windows和Linux上執行。
3。2應用服務器與數據庫的連接ADO
ADO是Microsoft存取通用數據源的標準引擎，它通過封裝OLE－DB來存取各種不同的數據，OLE－DB定義了統一的COM接口作爲存取各類異質數據源的標準，藉由OLE－DB，程序員就可以使用一致的方式來存取各種數據，但OLE－DB太底層化，在使用上非常複雜，而ADO組件以COM技術封裝OLE－DB爲ADO對象，大量簡化了程序員開發數據存取的工作，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實現方法
本例使用DCOM協議，系統模型如圖2所示。
應用服務器是一個遠程數據模塊，它是一個COM程序，它通過ADO與SQL語句和數據庫服務器連接。它負責從數據庫服務器存取數據並通過DataSetProvider組件將數據分割成數據包，然後通過DCOM協議傳遞到網絡上的客戶端。客戶端的組件負責還原數據，這項工作由DCOMConnection來完成。ClientDataSet組件是客戶端數據集組件，它負責接收DCOMConnection組件還原過來的數據，並把數據傳遞給客戶端數據處理組件，客戶端數據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據，並把處理後的數據提交DCOMConnection組件，該組件通過DCOM協議和應用服務器正確地將數據寫入數據庫DB。
以顯示學生數據庫中學生基本信息表爲例，具體地用Delphi語言實現步驟如下。
4。1創建數據庫
在E盤建立文件夾E：“學生課程治理，在該文件夾中創建Access數據庫Student。mdb，包含表jbqk、course、teacher、sle_course，jbqk表中設置主鍵爲number，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
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屬性設置爲Student。mdb，LoginPrompt屬性設置爲false，ADOTable1的Connection屬性設置爲ADOConnection1，TableName屬性設置爲jbqk，Active屬性設置爲true。保存所有文件，項目文件名爲AppServer，單元文件名爲Server1。
新建一個遠程數據模塊，設置類名爲rdstu，在它的Uses子句中添加Server1，這樣rdstu模塊就可以訪問Server1裏面的組件了。在模塊中添加組件DataSetProvider，設置它的DataSet屬性爲Form1。Table1，這樣可以將本地數據讀到DCOM服務器上，並由DataSetProvider組件提供給客戶端。保存單元文件，命名爲Server2。
運行程序後，系統自動在服務器註冊程序，當有客戶端程序運行時，系統會自動啓動服務器程序。
4。3建立客戶端程序
爲了方便描述，這裏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屬性爲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，假如本服務器已在本機註冊，則不設置ComputerName屬性；設置它的ServerName屬性爲AppServer。rdstu；設置它的Connected屬性爲True，此時激活服務器程序。
設置ClientDataSet1的RemoteServer屬性爲DCOMConnection1；ProviderName屬性爲DataSetProvider1。這樣ClientDataSet1就可以通過DCOMConnection1從DataSetProvider1組件讀取數據了。
DataSource1的DataDet屬性設置爲ClientDataSet1。
DBGrid1和DBNavigator1的DataSource屬性設置爲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構成，對於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並使其獨立，可以使系統的結構變得簡單清楚，提高了程序的可維護性。三層C/S結構中，應用的各層可以並行開發，各層也可以選擇各自最適合的開發語言，有利於變更和維護應用技術規範。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。隨着基於Web的瘦客戶機結構的發展，基於多層分佈體系的應用將會越來越廣泛