異構數據庫系統是由多個異構的成員數據庫系統組成的數據庫系統,異構性體現為各個成員數據庫之間在硬件平台、操作系統或數據庫管理系統等方面的不同。
----Internet上大量信息必須通過數據庫系統才能有效管理。由於歷史等原因,Internet上的數據庫系統不少是異構的。為了在Internet環境下,基於異種系統平台實現對異構數據庫的查詢和聯合使用,必須提供一個獨立於特定的數據庫管理系統的統一編程界面。
----目前許多數據庫系統均支持SQL,對於由SQL數據庫組成的異構數據庫系統,JDBC和ODBC為訪問其異構成員提供了統一的方式,也為各異構成員之間的協作和多個成員之上的操作打下了基礎。本文簡單介紹了JDBC和ODBC對各個異構的數據庫進行統一訪問和協作的原理及其應用。
ODBC
----ODBC(Open DataBase Connectivity)是微軟倡導的、當前被業界廣泛接受的、用於數據庫訪問的應用程序編程接口(API),它以X/Open和 ISO/IEC的調用級接口(CLI)規范為基礎,並使用結構化查詢語言(SQL)作為其數據庫訪問語言。 ODBC總體結構有四個組件:
---- 應用程序 執行處理並調用ODBC API函數,以提交 SQL語句並檢索結果。
---- 驅動程序管理器(Driver Manager) 根據應用程序需要加載/卸載驅動程序,處理ODBC函數調用,或把它們傳送到驅動程序。
---- 驅動程序 處理ODBC函數調用,提交SQL請求到一個指定的數據源,並把結果返回到應用程序。如果有必要,驅動程序修改一個應用程序請求,以使請求與相關的DBMS支持的語法一致。
---- 數據源 包括用戶要訪問的數據及其相關的操作系統、DBMS及用於訪問DBMS的網絡平台。
----ODBC驅動程序的使用把應用程序從具體的數據庫調用中隔離開來,驅動程序管理器針對特定數據庫的各個驅動程序進行集中管理,並向應用程序提供統一的標准接口,這就為ODBC的開放性奠定了基礎。
----數據庫獨立性
----ODBC是為最大的互用性而設計的,要求一個應用程序有用相同的源代碼(不用重新編譯或重新鏈接)訪問不同的數據庫管理系統(DBMS)的能力。
----ODBC定義了一個標准的調用層接口(CLI)。這包含 X/Open和ISO/IEC的CLI規范中的所有函數,並提供應用程序普遍需要的附加函數。每個支持ODBC的DBMS需要不同的庫或驅動程序,驅動程序實現ODBC API中的函數。當需要改變驅動程序時,應用程序不需要重新編譯或者重新鏈接,只是動態加載新的驅動程序,並調用其中的函數即可。如果要同時訪問多個DBMS系統,應用程序可加載多個驅動程序。如何支持驅動程序取決於操作系統,例如,在Windows操作系統上,驅動程序是動態鏈接庫(DLL)。
----使用相同源代碼的應用程序訪問不同的DBMS,體現了 ODBC的數據庫獨立性。
----對數據庫特殊功能的支持
----各個DBMS參照的標准、提供的功能不盡相同,應用程序如何以統一的接口使用各個DBMS特有的功能呢?
----一方面,ODBC為所有DBMS功能都定義了公共接口。這些DBMS功能比多數DBMS支持的更多,但只要求驅動程序實現這些功能的一個子集。另一方面,ODBC定義了API和SQL語法一致層,它規定驅動程序應支持的基本功能。 ODBC還提供兩個函數(SQLGetInfo和SQLGetFunctions)返回關於驅動程序和DBMS能力的一般信息及驅動程序支持的函數列表。因此,應用程序可以檢查DBMS支持的特殊功能。
----這樣,編寫應用程序時,就可以檢查並自動使用各個驅動程序對應的DBMS所支持的特殊功能。這樣做的優點是當增加DBMS支持的功能時,應用程序不需要改變,只需安裝更新的驅動程序,應用程序便可以自動發現並使用這些功能。
----互操作能力
----通過使用多個驅動程序可以同時訪問多個DBMS系統。 ODBC提供的Driver Manager實現所有的ODBC函數,多數是傳遞調用給驅動程序中的ODBC 函數,並靜態鏈接應用程序,或在應用程序運行時加載它。這樣,應用程序在Driver Manager 中按名調用驅動ODBC函數,而不是通過每個驅動程序中的指針。當應用程序需要通過特定的驅動程序時,它首先需要一個標識驅動程序的連接句柄。Driver Manager加載驅動程序,並存儲每個驅動程序中的函數地址。要使驅動程序調用一個ODBC函數,可在應用程序調用 Driver Manager中的函數,並為驅動程序傳送連接句柄,然後Driver Manager使用以前存儲的地址來調用函數。
----ODBC可以同時連接到多個DBMS,解決了同時訪問多個DBMS的問題,提供了異構成員數據庫之間互操作的能力。
JDBC
----JDBC(Java DataBase Connectivity)是Java與數據庫的接口規范,JDBC定義了一個支持標准SQL功能的通用低層的應用程序編程接口(API),它由Java 語言編寫的類和接口組成,旨在讓各數據庫開發商為Java程序員提供標准的數據庫API。 JDBC API定義了若干Java中的類,表示數據庫連接、SQL指令、結果集、數據庫元數據等。它允許Java程序員發送SQL指令並處理結果。通過驅動程序管理器,JDBC API可利用不同的驅動程序連接不同的數據庫系統。
----JDBC與ODBC都是基於X/Open的SQL調用級接口, JDBC的設計在思想上沿襲了ODBC,同時在其主要抽象和SQL CLI實現上也沿襲了ODBC,這使得JDBC容易被接受。JDBC的總體結構類似於ODBC,也有四個組件:應用程序、驅動程序管理器、驅動程序和數據源。
----JDBC保持了ODBC的基本特性,也獨立於特定數據庫。使用相同源代碼的應用程序通過動態加載不同的JDBC驅動程序,可以訪問不同的DBMS。連接不同的DBMS時,各個DBMS之間僅通過不同的URL進行標識。JDBC的 DatabaseMetaData接口提供了一系列方法,可以檢查DBMS對特定特性的支持,並相應確定有什麼特性,從而能對特定數據庫的特性予以支持。與ODBC一樣,JDBC也支持在應用程序中同時建立多個數據庫連接,采用JDBC可以很容易地用SQL語句同時訪問多個異構的數據庫,為異構的數據庫之間的互操作奠定基礎。
----但是,JDBC除了具有ODBC的上述特點外,更具有對硬件平台、操作系統異構性的支持。這主要是因為ODBC使用的是C語言,而JDBC使用的是Java語言。Java語言具有與平台無關、移植性強、安全性高、穩定性好、分布式、面向對象等眾多優點,而JDBC確保了“100%純Java”的解決方案,利用Java的平台無關性, JDBC應用程序可以自然地實現跨平台特性,因而更適合於Internet上異構環境的數據庫應用。
----此外,JDBC驅動程序管理器是內置的,驅動程序本身也可通過Web浏覽器自動下載,無須安裝、配置;而ODBC驅動程序管理器和ODBC驅動程序必須在每台客戶機上分別安裝、配置。
JDBC和ODBC在Internet上的應用
----JDBC和ODBC由於具有數據庫獨立性甚至平台無關性,因而對Internet上異構數據庫的訪問提供了很好的支持。
----在Internet上訪問數據庫通常采用三層模式。以JDBC為例,在三層模式中客戶端的Java Applet主要作為用戶界面,它不直接與數據庫交換信息,而是通過自定義的應用層網絡協議與應用服務器交互,應用服務器通過JDBC與數據庫服務器交換信息,並實現應用邏輯。DM3的JDBC和ODBC驅動程序支持目前流行的ASP和JSP技術,可以分別借助ODBC和JDBC同時訪問Internet上多個異構的數據庫。
----ASP是面向Web服務器的技術,客戶端浏覽器不需要任何附加的軟件支持。ASP使用VBScript之類的腳本語言,它在HTML代碼中嵌入某種程序代碼,由HTML代碼負責描述信息的顯示樣式,由嵌入的程序代碼來描述處理邏輯。在ASP 下,VBScript代碼被ASP引擎在Web服務器端解釋執行,執行結果被重新嵌入到Html代碼中,然後一起發送給浏覽器。這裡,VBScript代碼可以通過ODBC訪問多個異構的數據庫。
----JSP是一種基於Java Servlet的web開發技術,它和ASP 非常相似,但又有區別:在JSP下,嵌入Html頁面的程序代碼是Java代碼;頁面中嵌入的程序代碼被編譯成Servlet(這種編譯操作僅在對JSP頁面的第一次請求時發生)並由Java 虛擬機執行。這裡Java代碼可以通過JDBC訪問多個異構的數據庫,其平台無關性特別好。當前,Internet上的數據庫應用已越來越多,JDBC和ODBC必將在Internet上的異構數據庫訪問中發揮重要的作用。