OpenHarmony 源碼解析之分布式數(shù)據(jù)庫(kù)
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51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)
1 簡(jiǎn)介
本文基于OpenHarmonyOS 3.0 LTS 來(lái)講解分布式數(shù)據(jù)服務(wù)(Distributed Data Service，DDS) 提供不同設(shè)備間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分布式的能力。從架構(gòu)上來(lái)說(shuō)，分布式數(shù)據(jù)服務(wù)是開(kāi)源鴻蒙底層服務(wù)的基礎(chǔ)服務(wù)，與分布式任務(wù)調(diào)度同層。然而在使用分布式任務(wù)調(diào)度功能時(shí)，基本上都需要進(jìn)一步要求數(shù)據(jù)交互功能，完成完整的分布式功能，因此在學(xué)習(xí)分布式任務(wù)調(diào)度的同時(shí)，不可避免的需要學(xué)習(xí)分布式數(shù)據(jù)服務(wù)相關(guān)的功能與底層服務(wù)。
本文在寫作時(shí)，調(diào)試JS的DEMO時(shí)發(fā)現(xiàn)了更底層的方舟JS運(yùn)行層的BUG，提交了ISSUE，并試圖提交了PR。如果大家在運(yùn)行DEMO時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，請(qǐng)先嘗試合并上述PR并重新全部編譯系統(tǒng)并刷機(jī)再試。
1.1 分布式相關(guān)
- 《OpenHarmony 源碼解析之分布式任務(wù)調(diào)度》
- 《OpenHarmony 源碼解析之分布式數(shù)據(jù)庫(kù)》
1.2 OpenHarmony架構(gòu)圖
2 基礎(chǔ)知識(shí)
2.1 概述
先看開(kāi)源鴻蒙官方文檔對(duì)分布式數(shù)據(jù)服務(wù)的描述：
分布式數(shù)據(jù)服務(wù)(Distributed Data Service，DDS) 提供不同設(shè)備間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分布式的能力。通過(guò)結(jié)合帳號(hào)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)三元組，分布式數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離。在通過(guò)可信認(rèn)證的設(shè)備間，分布式數(shù)據(jù)服務(wù)支持?jǐn)?shù)據(jù)相互同步，為用戶提供在多種終端設(shè)備上一致的數(shù)據(jù)訪問(wèn)體驗(yàn)。
目前開(kāi)源鴻蒙還沒(méi)有整合賬號(hào)功能，因此測(cè)試的時(shí)候賬號(hào)可以自由選擇，填寫一致即可。應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)則必須保持一致，才能進(jìn)行完整的分布式數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)隔離，提供數(shù)據(jù)在多種終端設(shè)備上一致的訪問(wèn)體驗(yàn)。
2.2 源碼結(jié)構(gòu)
- ├── BUILD.gn
- ├── figures
- │ ├── en-us_image_0000001162536643.png
- │ └── zh-cn_image_0000001162536643.png
- ├── frameworks
- │ ├── innerkitsimpl
- │ │ └── distributeddatafwk # 框架層實(shí)現(xiàn)
- │ │ ├── include
- │ │ ├── src
- │ │ └── test
- │ └── jskitsimpl
- │ └── distributeddata # JS接口實(shí)現(xiàn)
- │ ├── include
- │ └── src
- ├── interfaces
- │ ├── innerkits # 內(nèi)部接口，主要是頭文件
- │ │ ├── app_distributeddata
- │ │ │ ├── BUILD.gn
- │ │ │ └── include
- │ │ └── distributeddata
- │ │ ├── BUILD.gn
- │ │ └── include
- │ └── jskits # JS接口，BUILD用
- │ └── distributeddata
- │ └── BUILD.gn
- ├── LICENSE
- ├── OAT.xml
- ├── ohos.build
- ├── README.md
- ├── README_zh.md
- ├── services
- │ └── distributeddataservice
- │ ├── adapter # 適配實(shí)現(xiàn)
- │ │ ├── account # 賬號(hào)適配
- │ │ ├── autils # 實(shí)用庫(kù)，包括任務(wù)、線程、目錄等
- │ │ ├── broadcaster # 發(fā)送廣播
- │ │ ├── BUILD.gn
- │ │ ├── communicator # 通訊適配
- │ │ ├── dfx # 日志、統(tǒng)計(jì)、錯(cuò)誤等相關(guān)處理
- │ │ ├── include
- │ │ ├── LICENSE
- │ │ ├── permission # 權(quán)限
- │ │ ├── security # 安全相關(guān)
- │ │ ├── test
- │ │ └── utils
- │ ├── app # 用戶程序?qū)崿F(xiàn)
- │ ├── libs
- │ │ └── distributeddb
- │ │ ├── BUILD.gn
- │ │ ├── common
- │ │ ├── communicator # 設(shè)備間通訊
- │ │ ├── include
- │ │ ├── interfaces
- │ │ ├── storage # 存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)，包括單版本KV、多版本KV、SQLITE3等
- │ │ ├── syncer # 同步
- │ │ └── test
- │ ├── sa_profile
- │ └── test
- └── test
2.3 分布式數(shù)據(jù)服務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)圖
2.4 數(shù)據(jù)同步
官方文檔是這么描述的：
通過(guò)調(diào)用分布式數(shù)據(jù)服務(wù)接口實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)創(chuàng)建、訪問(wèn)、訂閱功能，服務(wù)接口通過(guò)操作服務(wù)組件提供的能力，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)組件，存儲(chǔ)組件調(diào)用同步組件實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)同步，同步組件使用通信適配層將數(shù)據(jù)同步至遠(yuǎn)端設(shè)備，遠(yuǎn)端設(shè)備通過(guò)同步組件接收數(shù)據(jù)，并更新至本端存儲(chǔ)組件。
2.5 分布式數(shù)據(jù)
最終一致性：是指某一設(shè)備成功增、刪、改數(shù)據(jù)后，組網(wǎng)內(nèi)設(shè)備可能讀取不到本次更新數(shù)據(jù)，但在某個(gè)時(shí)間窗口之后組網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)能夠達(dá)到一致?tīng)顟B(tài)。
強(qiáng)一致性對(duì)分布式數(shù)據(jù)的管理要求非常高，在服務(wù)器的分布式場(chǎng)景可能會(huì)遇到。因?yàn)橐苿?dòng)終端設(shè)備的不常在線、以及無(wú)中心的特性，分布式數(shù)據(jù)服務(wù)不支持強(qiáng)一致，只支持最終一致性。
目前分布式數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型僅支持KV數(shù)據(jù)模型，不支持外鍵、觸發(fā)器等關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中的技術(shù)點(diǎn)。雖然開(kāi)源鴻蒙底層支持基于SQLITE3的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，但是并不在分布式數(shù)據(jù)層面支持。
當(dāng)前KV數(shù)據(jù)模型的限制：
- 設(shè)備協(xié)同數(shù)據(jù)庫(kù)，Key最大支持896Byte，Value最大支持4MB。
- 單版本數(shù)據(jù)庫(kù)，Key最大支持1KB，Value最大支持4MB。
- 每個(gè)程序最多支持同時(shí)打開(kāi)16個(gè)DB。
- 當(dāng)前流控機(jī)制針對(duì)KvStore的接口1秒最大訪問(wèn)1000次，1分鐘最大訪問(wèn)10000次。
- KvManager的接口1秒最大訪問(wèn)50次，1分鐘最大訪問(wèn)500次。
2.6 使用前提
從開(kāi)源鴻蒙的分布式數(shù)據(jù)源代碼中，可以看到目前只有手機(jī)(phone)、穿戴式設(shè)備(wearable)、車載系統(tǒng)(ivi)會(huì)搭載，其它更輕量的設(shè)備可能暫時(shí)不支持，或者需要剪裁定制支持。
目前在兩臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的開(kāi)源系統(tǒng)鴻蒙上，是默認(rèn)集成了該功能，可以直接使用的。
開(kāi)源鴻蒙的分布式數(shù)據(jù)如果只在單機(jī)使用，那么無(wú)需前提條件。如果需要其分布式功能，那么就需要設(shè)備之間完成組網(wǎng);而組網(wǎng)的前提條件是完成設(shè)備認(rèn)證。具體步驟，請(qǐng)參考OpenHarmony 源碼解析之分布式任務(wù)調(diào)度。
3 編程接口
3.1 導(dǎo)入模塊
- import distributedData from '@ohos.data.distributedData';
下面各個(gè)接口大多有callback和promise兩種異步方式，本文均以promise方式為例，callback方式大同小異，請(qǐng)自行查閱文檔。
3.2 創(chuàng)建管理器
- distributedData.createKVManager
- createKVManager(config: KVManagerConfig, callback: AsyncCallback<KVManager>): void
- createKVManager(config: KVManagerConfig): Promise<KVManager>
創(chuàng)建一個(gè)KVManager對(duì)象實(shí)例，用于管理數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，并通過(guò)Promise方式返回，此方法為異步方法。
示例：
- let kvManager;
- try {
- const kvManagerConfig = {
- bundleName : 'com.example.datamanagertest',
- userInfo : {
- userId : '0',
- userType : 0
- }
- }
- distributedData.createKVManager(kvManagerConfig).then((manager) => {
- console.log("createKVManager success");
- kvManager = manager;
- }).catch((err) => {
- console.log("createKVManager err: " + JSON.stringify(err));
- });
- } catch (e) {
- console.log("An unexpected error occurred. Error:" + e);
- }
3.3 獲取存儲(chǔ)實(shí)例
- kvManager.getKVStore
- getKVStore<T extends KVStore>(storeId: string, options: Options): Promise<T>
通過(guò)指定Options和storeId，創(chuàng)建并獲取KVStore數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)Promise方式返回，此方法為異步方法。
示例：
- let kvStore;
- try {
- const options = {
- createIfMissing : true,
- encrypt : false,
- backup : false,
- autoSync : true, //手動(dòng)同步、自動(dòng)同步
- kvStoreType : 1, //當(dāng)前只能使用0(默認(rèn))：表示多設(shè)備協(xié)同數(shù)據(jù)庫(kù)，1：?jiǎn)伟姹緮?shù)據(jù)庫(kù)
- securityLevel : 3,
- };
- kvManager.getKVStore('storeId', options).then((store) => {
- console.log("getKVStore success");
- kvStore = store;
- }).catch((err) => {
- console.log("getKVStore err: " + JSON.stringify(err));
- });
- } catch (e) {
- console.log("An unexpected error occurred. Error:" + e);
- }
3.4 存、取、刪除、同步
- kvStore.put(key: string, value: Uint8Array | string | number | boolean): Promise<void>
- kvStore.get(key: string): Promise<Uint8Array | string | boolean | number>
- kvStore.delete(key: string): Promise<void>
- kvStore.sync(deviceIdList: string[], mode: SyncMode, allowedDelayMs?: number): void
3.5 注冊(cè)事件通知回調(diào)
SubscribeType 描述訂閱類型。
- 0: SUBSCRIBE_TYPE_LOCAL 表示訂閱本地?cái)?shù)據(jù)變更。
- 1: SUBSCRIBE_TYPE_REMOTE 表示訂閱遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)變更。
- 2: SUBSCRIBE_TYPE_ALL 表示訂閱遠(yuǎn)端和本地?cái)?shù)據(jù)變更。
- kvStore.on(event: 'dataChange', type: SubscribeType, observer: Callback<ChangeNotification>): void
- kvStore.on(event: 'syncComplete', syncCallback: Callback<Array<[string, number]>>): void
4 小結(jié)
以上步驟，均已在DevEco Studio 3.0.0.600 x64中編寫成功，并且在兩臺(tái)Hi3516D設(shè)備間成功運(yùn)行，附代碼(分布式任務(wù)調(diào)度和分布式數(shù)據(jù)測(cè)試.zip)。
再次提醒，分布式數(shù)據(jù)底層依賴ARK JS引擎，目前發(fā)現(xiàn)字符串處理有BUG，如運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，請(qǐng)先合并PR，然后重新編譯全系統(tǒng)并刷機(jī)后再運(yùn)行DEMO。
想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：
51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)
