專利名稱：一種快速安全的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)化控制領(lǐng)域，尤其涉及基于內(nèi)存的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問方法。
背景技術(shù)：
在自動(dòng)化控制領(lǐng)域，通常使用基于內(nèi)存的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。服務(wù)器中的所有任務(wù)共享這一個(gè)內(nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，以達(dá)到快速訪問的目的。目前對(duì)于基于內(nèi)存實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的共享訪問通常采用以下幾個(gè)方法來保證安全訪問。
第一種，由一個(gè)應(yīng)用程序獨(dú)占實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，所有對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的訪問的請(qǐng)求都需要發(fā)送給該應(yīng)用程序，由該應(yīng)用程序完成實(shí)際的訪問操作，然后再把訪問的結(jié)果返回請(qǐng)求的應(yīng)用程序。這種方法保證了對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的安全訪問，但是該應(yīng)用程序也成了系統(tǒng)的瓶頸，造成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問效率低下。
第二種，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫分別設(shè)置一個(gè)寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈和若干個(gè)讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈(為每一個(gè)需要讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序都設(shè)置一個(gè)讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈)。當(dāng)需要寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，寫應(yīng)用程序只有在獲得寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈的時(shí)候才開始寫，防止兩個(gè)寫應(yīng)用程序同時(shí)寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。當(dāng)需要讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，讀應(yīng)用程序則只有在獲得本應(yīng)用程序的讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈的時(shí)候才開始讀。當(dāng)需要在線更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序則先獲得寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈，然后獲得所有應(yīng)用程序的讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信號(hào)燈，停止對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的一切讀寫的操作之后，然后再對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，更新完畢則向所有的應(yīng)用程序發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新的消息。
這種方法保證了對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的安全訪問，并且所有讀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序相互獨(dú)立，不會(huì)互相影響。但是由于每次讀寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫都需要進(jìn)行信號(hào)燈操作，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)用，效率比較低。同時(shí)，由于對(duì)分別寫兩條不同記錄的寫應(yīng)用操作進(jìn)行了互斥，降低了寫操作的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的訪問方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，快速、安全地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種快速安全的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問方法，其特征在于，設(shè)置一共享標(biāo)志區(qū)，對(duì)需要訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序設(shè)置記錄，該記錄包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志和新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，該方法包括更新數(shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(a)將所有應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志設(shè)置為禁止訪問；(b)在所有應(yīng)用程序停止對(duì)數(shù)據(jù)庫的讀寫操作后，更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；(c)然后置所有應(yīng)用程序的新數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，并將所有應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志置為允許訪問。
進(jìn)一步地，上述方法可具有以下特點(diǎn)該方法還包括連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(i)查詢應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志，如果允許，則執(zhí)行步驟(j)，否則延時(shí)后繼續(xù)執(zhí)行步驟(i)；(j)檢查所述應(yīng)用程序的新數(shù)據(jù)庫標(biāo)志是否被設(shè)置，如果是繼續(xù)執(zhí)行下一步，否則連接成功，結(jié)束；(k)重新映像實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，清除新數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，結(jié)束。
進(jìn)一步地，上述方法可具有以下特點(diǎn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的每一條或每一組記錄都設(shè)置一寫操作信號(hào)燈，該方法包括應(yīng)用程序?qū)憯?shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(o)該應(yīng)用程序連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，如果此時(shí)允許操作，執(zhí)行下一步；
(p)該應(yīng)用程序請(qǐng)求獲取被寫記錄的信號(hào)燈，如果成功，執(zhí)行步驟(q)，否則延時(shí)后繼續(xù)執(zhí)行步驟(p)；(q)對(duì)該記錄進(jìn)行寫操作，寫畢釋放該記錄的信號(hào)燈，結(jié)束。
進(jìn)一步地，上述方法可具有以下特點(diǎn)該方法還包括讀數(shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(u)連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，如果此時(shí)允許操作，執(zhí)行下一步；(v)讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。
進(jìn)一步地，上述方法可具有以下特點(diǎn)對(duì)每一個(gè)需要訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序設(shè)置一條記錄。
采用本發(fā)明所述方法，可以在確保安全的情況下快速的訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的訪問效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例寫操作流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例讀操作流程圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫操作流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例更新操作流程圖。
具體實(shí)施例方式
通過對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問行為的分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫主要有三種操作讀、寫和更新。其中讀操作指讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，不會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫有任何影響，但是在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新時(shí)需要停止對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的一切讀操作；寫操作指對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)值的修改，不影響對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的讀操作，但是對(duì)相同記錄的寫操作之間互斥，即不能同時(shí)寫同一條記錄。并且在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新時(shí)需要停止對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的一切寫操作；更新操作是指對(duì)整個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的更新，需要向內(nèi)存重新裝載數(shù)據(jù)，影響所有的對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的操作，更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫之前需要停止對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的一切讀寫的操作。
本發(fā)明采用共享標(biāo)志區(qū)與信號(hào)量相結(jié)合的方法快速安全地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。所做的設(shè)置和各種操作的規(guī)則如下1)設(shè)置一個(gè)共享標(biāo)志區(qū)，在該標(biāo)志區(qū)，每一個(gè)需要訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序中都有一條記錄，該記錄包含兩項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志和新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志。
其中，每個(gè)應(yīng)用程序的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志”用于標(biāo)記該應(yīng)用程序是否允許訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，只有設(shè)置為允許訪問時(shí)，該應(yīng)用程序才可以進(jìn)行讀寫操作，該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志只能由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新程序進(jìn)行訪問，其它應(yīng)用程序則不能訪問；每個(gè)應(yīng)用程序的“新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志”用于標(biāo)記實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是否被更新，如果應(yīng)用程序查詢?cè)撔聦?shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志被設(shè)置為有效，則需要進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的重新映像操作，該新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志由實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫更新程序進(jìn)行設(shè)置，而由每個(gè)應(yīng)用程序在對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫重新映像后進(jìn)行清除。
2)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的每一條記錄(或每一組記錄)都設(shè)置一個(gè)寫操作信號(hào)燈。當(dāng)需要寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，寫應(yīng)用程序只有獲得要寫的那條記錄的寫操作信號(hào)燈，就可以對(duì)該記錄進(jìn)行寫操作。
通過這兩項(xiàng)措施，就可以完成對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的快速、安全的訪問了。
下面分別具體介紹應(yīng)用程序?qū)?shí)時(shí)數(shù)據(jù)的讀操作、寫操作和更新操作的具體流程。
圖1是本發(fā)明寫操作流程圖，步驟如下
步驟101，應(yīng)用程序連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，成功后執(zhí)行下一步；步驟102，該應(yīng)用程序請(qǐng)求獲取被寫記錄的信號(hào)燈，如果成功，執(zhí)行步驟104，否則執(zhí)行步驟103；步驟103，延時(shí)后返回步驟102；步驟104，該應(yīng)用程序?qū)υ撚涗涍M(jìn)行寫操作，在此期間其它應(yīng)用程序不能獲取該記錄的寫操作信號(hào)燈，直到該應(yīng)用程序?qū)懖僮魍瓿珊螅尫旁撚涗浀男盘?hào)燈，結(jié)束。
寫操作燈是由操作系統(tǒng)來維護(hù)的，可以有效避免各個(gè)應(yīng)用程序之間發(fā)生沖突。而通過對(duì)不同的記錄分別設(shè)置信號(hào)燈，對(duì)分別寫兩條不同記錄的寫操作不會(huì)互斥，因而提高了寫操作的效率。
圖2是本發(fā)明讀操作流程圖，步驟如下步驟201，應(yīng)用程序連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，成功后執(zhí)行下一步；步驟202，該應(yīng)用程序讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。
現(xiàn)有技術(shù)中是為每個(gè)應(yīng)用程序設(shè)置了一個(gè)讀操作燈，而本實(shí)施例是用內(nèi)存中的一個(gè)允許操作標(biāo)志來替代的。因?yàn)樽x操作燈是操作系統(tǒng)提供的功能，需要從用戶模塊改為系統(tǒng)模式，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)行操作，因此本發(fā)明方法效率更高，操作速率更快。
圖3是本發(fā)明連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫操作的流程圖，步驟如下步驟301，應(yīng)用程序先到共享標(biāo)志區(qū)查詢本應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志，如果該標(biāo)志為允許訪問，則執(zhí)行步驟303，如果不允許，則執(zhí)行步驟302；步驟302，延時(shí)后返回步驟301；步驟303，該應(yīng)用程序檢查本應(yīng)用程序的新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志是否被設(shè)置，如果是，執(zhí)行下一步，否則結(jié)束；步驟304，重新映像實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，清除新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，結(jié)束。
圖4是本發(fā)明更新操作流程圖，步驟如下步驟401，應(yīng)用程序進(jìn)行更新操作時(shí)，先將共享標(biāo)志區(qū)中所有應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志設(shè)置為禁止訪問；步驟402，等待所有應(yīng)用程序停止對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的讀寫操作，然后執(zhí)行下一步；步驟403，更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；步驟404，更新完成后，設(shè)置所有應(yīng)用程序的新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志；步驟405，將所有應(yīng)用程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志設(shè)置為允許訪問。
本發(fā)明在此基礎(chǔ)上還可以做各種變換，比如僅對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的每條記錄設(shè)置寫操作信號(hào)燈，或者，僅用共享標(biāo)志區(qū)的標(biāo)志取代讀信號(hào)燈來實(shí)現(xiàn)更新時(shí)的禁止操作，都也可以達(dá)到快速讀寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的目的。
權(quán)利要求
1.一種快速安全的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問方法，其特征在于，設(shè)置一共享標(biāo)志區(qū)，對(duì)需要訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序設(shè)置記錄，該記錄包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志和新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，該方法包括更新數(shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(a)將所有應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志設(shè)置為禁止訪問；(b)在所有應(yīng)用程序停止對(duì)數(shù)據(jù)庫的讀寫操作后，更新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；(c)然后置所有應(yīng)用程序的新數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，并將所有應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志置為允許訪問。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(i)查詢應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志，如果允許，則執(zhí)行步驟(j)，否則延時(shí)后繼續(xù)執(zhí)行步驟(i)；(j)檢查所述應(yīng)用程序的新數(shù)據(jù)庫標(biāo)志是否被設(shè)置，如果是繼續(xù)執(zhí)行下一步，否則連接成功，結(jié)束；(k)重新映像實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，清除新數(shù)據(jù)庫標(biāo)志，結(jié)束。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的每一條或每一組記錄都設(shè)置一寫操作信號(hào)燈，該方法包括應(yīng)用程序?qū)憯?shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(o)該應(yīng)用程序連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，如果此時(shí)允許操作，執(zhí)行下一步；(p)該應(yīng)用程序請(qǐng)求獲取被寫記錄的信號(hào)燈，如果成功，執(zhí)行步驟(q)，否則延時(shí)后繼續(xù)執(zhí)行步驟(p)；(q)對(duì)該記錄進(jìn)行寫操作，寫畢釋放該記錄的信號(hào)燈，結(jié)束。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，該方法還包括讀數(shù)據(jù)庫的過程，該過程分為以下步驟(u)連接實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，如果此時(shí)允許操作，執(zhí)行下一步；(v)讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，是對(duì)每一個(gè)需要訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序設(shè)置一條記錄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種快速安全的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫訪問方法，本發(fā)明采用共享標(biāo)志區(qū)與信號(hào)量相結(jié)合的方法快速安全地訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，為每一個(gè)需要訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序中設(shè)置一條記錄，該記錄包含兩項(xiàng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫允許訪問標(biāo)志和新實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫標(biāo)志；對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的每一條(或每一組)記錄都設(shè)置一個(gè)寫操作信號(hào)燈。當(dāng)需要寫實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，寫應(yīng)用程序只有獲得要寫的那條記錄的寫操作信號(hào)燈，就可以對(duì)該記錄進(jìn)行寫操作，可以有效避免各個(gè)應(yīng)用程序之間發(fā)生沖突，提高操作效率。采用本發(fā)明所述方法可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，在確保安全的情況下快速的訪問實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，提高實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的訪問效率。
文檔編號(hào)G06F17/30GK1808433SQ20061000267
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月26日
發(fā)明者董陽, 賀學(xué)文, 胡雁 申請(qǐng)人:北京和利時(shí)系統(tǒng)工程股份有限公司