分散データベースの OpenHarmony ソースコード分析

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詳細については、以下をご覧ください。
51CTOとHuaweiが共同で構築したHongmengテクノロジーコミュニティ
https://harmonyos..com

1 はじめに

この記事は、OpenHarmonyOS 3.0 LTS に基づいて、異なるデバイス間でデータベースデータの分散を提供する分散データサービス (DDS) の機能について説明します。アーキテクチャの観点から見ると、分散データサービスはオープンソースの Hongmeng 基盤サービスの基本サービスであり、分散タスクスケジューリングと同じレベルにあります。ただし、分散タスクスケジューリング機能を使用する場合、完全な分散機能を実現するために、基本的にはさらにデータ連携機能が必要になります。したがって、分散タスクスケジューリングを学習する際には、分散データサービスに関連する機能と基盤となるサービスを学習することが不可欠です。

この記事を書いているときに、JS DEMO をデバッグしているときに、下位レベルの Ark JS ランタイムレイヤーにバグがあることを発見しました。問題を提出し、PR を提出しようとしました。 DEMO の実行中に問題が発生した場合は、上記の PR をマージし、システム全体を再コンパイルしてマシンをフラッシュしてから、もう一度試してください。

1.1 配布関連

《OpenHarmony ソースコード分析: 分散タスクスケジューリング》
《分散データベースのOpenHarmonyソースコード解析》

1.2 OpenHarmony アーキテクチャ図

2 基本

2.1 概要

まず、オープンソースの Hongmeng 公式ドキュメントにある分散データサービスの説明を見てみましょう。

分散データサービス (DDS) は、異なるデバイス間でデータベースデータを分散する機能を提供します。分散データサービスは、アカウント、アプリケーション、データベースの 3 つを組み合わせることでデータを分離します。分散データサービスは、信頼できる認証済みデバイス間のデータ同期をサポートし、複数の端末デバイスで一貫したデータアクセスエクスペリエンスをユーザーに提供します。

現在、オープンソースの Hongmeng にはまだアカウント機能が統合されていないため、テスト時にはアカウントを自由に選択し、一貫して情報を入力することができます。完全な分散データ分離を実現し、複数の端末デバイスで一貫したデータアクセスエクスペリエンスを提供するには、アプリケーションとデータベースの一貫性を維持する必要があります。

2.2 ソースコードの構造

├──ビルド.gn
 ├── 数字
│ ├── en-us_image_0000001162536643.png
 │ └── zh-cn_image_0000001162536643.png
 ├── フレームワーク
│ ├── インナーキットシンプル
│ │ └──distributeddatafwk # フレームワーク層の実装
│ │ ├── 含む
│ │ ├── 出典
│ │ └── テスト
│ └── jskitsimpl
 │ └── 分散データ # JSインターフェース実装
│ ├── 含む
│ └── 出典
├── インターフェース
│ ├── innerkits # 内部インターフェース、主にヘッダーファイル
│ │ ├── app_distributeddata
 │ │ │ §── BUILD.gn
 │ │ │ └── 含む
│ │ └── 分散データ
│ │ ├── ビルド.gn
 │ │ └── 含む
│ └── jskits # BUILD用JSインターフェース
│ └── 分散データ
│ └── ビルド.gn
 ├── ライセンス
├── OAT.xml
 ├── ohos.build
 ├── README.md
 ├── README_ja.md
 ├── サービス
│ └── 分散データサービス
│ ├── アダプタ # アダプタの実装
│ │ ├── アカウント # アカウント適応
│ │ ├── autils # タスク、スレッド、ディレクトリなどを含むユーティリティライブラリ。
 │ │ ├── ブロードキャスト # ブロードキャストを送信
│ │ ├── ビルド.gn
 │ │ ├── コミュニケータ # 通信アダプタ
│ │ ├── dfx # ログ、統計、エラー、その他関連処理
│ │ ├── 含む
│ │ ├── ライセンス
│ │ ├── 許可
│ │ ├── セキュリティ # セキュリティ関連
│ │ ├── テスト
│ │ └── ユーティリティ
│ ├── app # ユーザープログラムの実装
│ ├── ライブラリ
│ │ └── 分散データベース
│ │ ├── ビルド.gn
 │ │ ├── 共通
│ │ ├── コミュニケータ # デバイス間の通信
│ │ ├── 含む
│ │ ├── インターフェース
│ │ ├── ストレージ # シングルバージョン KV、マルチバージョン KV、SQLITE3 などを含むストレージ実装。
 │ │ ├── syncer # 同期
│ │ └── テスト
│ ├── sa_profile
 │ └── テスト
└── テスト

2.3 分散データサービスアーキテクチャ設計図

2.4 データ同期

公式ドキュメントでは次のように説明されています:

分散データベースの作成、アクセス、およびサブスクリプション機能は、分散データサービスインターフェイスを呼び出すことによって実装されます。サービスインターフェイスは、サービスコンポーネントによって提供される機能を操作して、ストレージコンポーネントにデータを格納します。ストレージコンポーネントは同期コンポーネントを呼び出してデータを同期します。同期コンポーネントは、通信適応層を使用してデータをリモートデバイスと同期します。リモートデバイスは同期コンポーネントを介してデータを受信し、それをローカルストレージコンポーネントに更新します。

2.5 分散データ

最終的な一貫性: これは、デバイスがデータの追加、削除、または変更を正常に実行した後、ネットワーク内のデバイスは更新されたデータを読み取ることができない可能性があるが、一定の時間枠が経過すると、ネットワーク内のデバイスのデータは一貫した状態になる可能性があることを意味します。

強力な一貫性には、分散サーバーのシナリオで発生する可能性のある分散データの管理に対する非常に高い要件があります。モバイルデバイスは常にオンラインであるとは限らず、分散型の性質を持つため、分散データサービスは強力な一貫性をサポートせず、結果的な一貫性のみをサポートします。

現在、分散データのデータモデルは KV データモデルのみをサポートしており、外部キーやトリガーなどのリレーショナルデータベースにおける技術的なポイントはサポートされていません。オープンソースの Hongmeng 基盤レイヤーは SQLITE3 に基づくリレーショナルデータベースをサポートしていますが、分散データレベルではサポートしていません。

現在の KV データモデルの制限:

デバイスコラボレーションデータベースは、最大 896 バイトのキーサイズと最大 4 MB の値のサイズをサポートします。
単一バージョンのデータベースの場合、サポートされるキーの最大サイズは 1 KB、サポートされる値の最大サイズは 4 MB です。
各プログラムは、同時に開くことができる最大 16 個の DB をサポートします。
現在のフロー制御メカニズムでは、KvStore インターフェイスへのアクセスの最大数が 1 秒あたり 1,000 回、1 分あたり 10,000 回に制限されています。
KvManager インターフェイスには、1 秒あたり最大 50 回、1 分あたり最大 500 回アクセスできます。

2.6 使用の前提条件

オープンソースのHongmengの配布データソースコードから、現在は携帯電話（phone）、ウェアラブルデバイス（wearable）、車載システム（ivi）のみに搭載されることがわかります。その他の軽量デバイスは、当面サポートされないか、サポートするために調整およびカスタマイズが必要になる場合があります。

現在、この機能は 2 つの標準デバイスのオープンソースシステム Hongmeng にデフォルトで統合されており、直接使用できます。

オープンソース Hongmeng の分散データが単一のマシンでのみ使用される場合、前提条件は必要ありません。分散機能が必要な場合は、デバイス間でネットワークを構築する必要があります。ネットワーク接続の前提条件は、デバイス認証を完了することです。具体的な手順については、分散タスクスケジューリングの OpenHarmony ソースコード分析を参照してください。

3 プログラミングインターフェース

3.1 モジュールのインポート

分散データをインポートする  '@ohos.data.distributedData' ;

次のインターフェースのほとんどには、コールバックとプロミスという 2 つの非同期メソッドがあります。この記事では、promise メソッドを例に説明します。コールバックメソッドは似ています。ご自身でドキュメントを参照してください。

3.2 マネージャーの作成

分散データ.createKVManager
 KVManagerを作成します(設定: KVManagerConfig、コールバック: AsyncCallback<KVManager>): void
 KVManagerを作成します(config: KVManagerConfig): Promise<KVManager>

データベースオブジェクトを管理するための KVManager オブジェクトインスタンスを作成し、それを Promise を通じて返します。このメソッドは非同期メソッドです。

例：

 kvManager を実行します。
試す {
    定数kvManagerConfig = {
        バンドル名: 'com.example.datamanagertest' 、
        ユーザー情報: {
            ユーザーID: '0' 、
            ユーザータイプ: 0
        }
    }
    分散データ。KVManager を作成します (kvManagerConfig)。それから((マネージャー) => {
        console.log( "createKVManager が成功しました" );
        kvManager = マネージャー;
    }).catch((エラー) => {
        console.log( "createKVManager エラー: " + JSON.stringify(err));
    });
 } キャッチ (e) {
    console.log( "予期しないエラーが発生しました。エラー:" + e);
 }

3.3 ストレージインスタンスを取得する

kvManager.getKVStore
 getKVStore<T extends KVStore>(storeId: string, options: Options): Promise<T>

Options と storeId を指定して、KVStore データベースを作成および取得し、Promise モードで返します。このメソッドは非同期メソッドです。

例：

 kvStore を実行します。
試す {
    定数オプション = {
        作成しない場合: true 、
        暗号化: false 、
        バックアップ: false 、
        autoSync : true 、 //手動同期、自動同期
        kvStoreType : 1, //現在は0（デフォルト）のみ使用可能: 複数デバイスの共同データベースを示す、1: 単一バージョンのデータベース
        セキュリティレベル: 3,
    };
    kvManager.getKVStore( 'storeId' , オプション)。それから((ストア) => {
        console.log( "getKVStore 成功" );
        kvStore = ストア;
    }).catch((エラー) => {
        console.log( "getKVStore エラー: " + JSON.stringify(err));
    });
 } キャッチ (e) {
    console.log( "予期しないエラーが発生しました。エラー:" + e);
 }

3.4 保存、取得、削除、同期

kvStore.put(キー: 文字列、値: Uint8Array | 文字列 | 数値 | ブール値): Promise<void>
 kvStore.get(キー: 文字列): Promise<Uint8Array |文字列 |ブール値 |番号>
 kvStore.delete (キー: 文字列 ): Promise<void>
 kvStore.sync(デバイスIdList: 文字列[]、モード: SyncMode、allowedDelayMs?: 数値): void

3.5 イベント通知コールバックの登録

SubscribeType はサブスクリプションの種類を説明します。

0: SUBSCRIBE_TYPE_LOCAL は、ローカルデータの変更をサブスクライブすることを意味します。
1: SUBSCRIBE_TYPE_REMOTE は、リモートデータの変更をサブスクライブすることを意味します。
2: SUBSCRIBE_TYPE_ALL は、リモートとローカルの両方のデータ変更をサブスクライブすることを意味します。

 kvストア。 on (イベント: 'dataChange' 、タイプ: SubscribeType、オブザーバー: Callback<ChangeNotification>): void
 kvストア。 on (イベント: 'syncComplete' 、syncCallback: Callback<Array<[string, number]>>): void