Сравнение программ для синхронизации сетевых баз данных. Бесплатная программа для синхронизации. Синхронизация структуры базы данных между приложениями

Синхронизация баз данных MySQL позволяет создать и автоматически поддерживать две или более базы данных с идентичным содержимым. Синхронизациия нужна для создания зеркал, кластеров и т.д. Программа Handy Backup позволяет полностью автоматизировать процесс синхронизации БД MySQL.

Методы синхронизации MySQL баз

В MySQL синхронизация двух баз может быть односторонней или двусторонней.

Односторонняя синхронизация

Содержимое одной базы (master) копируется в другую (slave). В MySQL синхронизация БД на разных серверах используется для репликации таблиц, создания тестовых и резервных баз, бэкапа MySQL и т.д.

Двусторонняя синхронизация

Двусторонняя синхронизация MySQL обеспечивает копирование актуальных изменений из каждой базы данных в другую. Эта техника применяется прежде всего для распределения вычислительных задач, связанных с базами данных – создания кластеров и зеркал БД.

Преимущества Handy Backup для синхронизации БД MySQL

Handy Backup содержит встроенный плагин MySQL, позволяющий копировать состояние баз данных и таблиц MySQL в "горячем" режиме (без остановки сервера), а также в "холодном" (с остановкой). При этом обеспечиваются следующие преимущества:

Синхронизация данных MySQL (копирование и восстановление) по расписанию;
Хранение таблиц MySQL в удобочитаемом текстовом формате из списка SQL команд;
Автоматический останов сервера-приёмника MySQL при восстановлении данных;
Версионное копирование и создание временных меток на копиях по необходимости;
Получение доступа к внешним MySQL серверам.

Как выполнить синхронизацию MySQL с помощью Handy Backup?

Синхронизация баз данных MySQL состоит из создания резервной копии базы и последующего восстановления таблиц этой базы на другом сервере с помощью плагина "MySQL". Этот процесс включает в себя 2 последовательных задачи:

Резервное копирование данных исходной таблицы (в случае односторонней синхронизации) или обеих таблиц (при симметричной синхронизации).

Восстановление данных в синхронизируемую таблицу MySQL, полное или дифференциальное, в зависимости от типа синхронизации.

Детальное описание задач копирования и восстановления MySQL имеется в Руководстве Пользователя.

Автоматизация задач синхронизации таблиц MySQL

Чтобы сделать процесс синхронизации баз данных MySQL полностью автоматическим, обратите, пожалуйста, внимание на следующие пункты:

Разделите время запуска задач резервного копирования MySQL и их восстановления на достаточно большой промежуток, чтобы запущенная задача резервного копирования базы данных успела завершиться перед началом восстановления.
Выбирайте для промежуточных копий MySQL достаточно быстрые по скорости доступа носители: локальные и внешние диски, устройства NAS/SAN и серверы FTP/SFTP/FTPS с широкой пропускной способностью сетевого интерфейса.
Пользуйтесь возможностями Шага 7 (установка запуска программ до и/или после выполнения задачи) для автоматического останова и перезапуска сервера MySQL на стороне восстановления, а также на стороне записи – для "холодной" загрузки данных.

Поскольку резервные копии хранятся в доступном для чтения текстовом формате, пользуйтесь при необходимости инструментами для внесения исправлений в восстанавливаемые файлы – скажем, для смены механизма хранения данных.

Приобретение лицензии

Как было сказано выше, синхронизация баз данных (БД) MySQL не заменяет регулярного резервного копирования. Мы рекомендуем обеспечивать задачи резервного копирования БД MySQL с помощью одного из бизнес-ориентированных решений нашего программного обеспечения (ПО).

Если вам нужно работать только с одним сервером СУБД MySQL, Handy Backup Office Expert обеспечит вас всеми необходимыми возможностями для этого и многими дополнительными функциями.
Если вам необходимо обслуживать несколько серверов и рабочих станций, организуя процессы резервного копирования БД MySQL и любых других данных с общего рабочего места, используйте наше флагманское решение Handy Backup Server Network .

Чтобы сравнить цены на эти и другие продукты, пожалуйста, обратитесь к странице Купить .

Видеоурок

В следующем видеоуроке показано, как осуществлять резервное копирование и восстановление БД MySQL с помощью Windows-версии Handy Backup. В настоящий момент видео доступно только на английском языке.

Скачайте и установите наше программное обеспечение прямо сейчас – первая резервная копия ваших данных будет готова уже через пару минут!

Handy Backup предоставляет надёжный, быстрый и гибко настраиваемый инструмент для синхронизации MySQL на уровне таблиц и баз данных. Попробуйте прямо сейчас, скачав бесплатно полную версию программы на 30 дней!

При разработке современных веб-приложений сложно недооценить пользу от использования систем контроля версий. Применительно к файлам разрабатываемого продукта, мы способны отследить любые этапы производства в любой момент, начиная с первой ревизии. Инструменты, помогающие нам в этом, на сегодняшний день популяризированы, считаются хорошим тоном при разработке, а во многих случаях успешное производство без их применения невозможно в принципе. А какие возможности мы имеем, когда возникает необходимость проследить изменения не в файлах, а в базах данных проекта? Под катом я поделюсь информацией о существующих средствах, с которыми мне пришлось ознакомиться.

1. PHP SQLDIFF, a.k.a. SQLDiff

PHP-скрипт, позволяющий увидеть полные различия (как в структуре, так и в данных) между любыми таблицами двух БД. В инструменте отсутствуют какие-либо средства по автоматической синхронизации структуры или данных – предоставляется лишь визуальная информация. Еще из существенных недостатков – возможность подключения только к БД, к которым возможен доступ напрямую (не через ssh-тоннель). Медленная скорость работы на больших объемах данных (работа через pear-модуль, который не блещет ни новизной, ни скоростью). Считаю данный скрипт весьма полезным для разработчика в случаях, когда необходимо понимание и визуальное представление различий между разными таблицами - имеет удобный интерфейс, быстрая настройка. Охарактеризую скорее как полезную карманную утилиту для быстрого получения понимания о рассинхронизации таблиц, которые в теории должны быть идентичны, нежели как серьезный инструмент, который можно применить для автоматизации процессов синхронизации.

2. LIQUIBASE

Удобный многофункциональный и простой в использовании мигратор структуры БД на java. Вижу для себя в этом плюс, если использовать в связке с Jenkins.
Пример (host1 - сервер, с которого необходимо копировать структуру БД; host2 - сервер, на который необходимо перенести структуру с host1):

Java -jar liquibase.jar --driver=com.mysql.jdbc.Driver --classpath=mysql-connector-java-5.1.xx-bin.jar --logFile=db.ExampleChangelog.xml --url="jdbc:mysql://host2" --defaultSchemaName=db_name --username=username --password="password" --referenceUrl=jdbc:mysql://host1 --referenceUsername=username --referencePassword="password" diffChangeLog > ChangeSet.xml

Формирует changeset в формате xml, дальнейшая миграция которого приводит структуру бд на host2 в состояние, идентичное host1.

Запуск миграции:

Java -jar liquibase.jar --driver=com.mysql.jdbc.Driver --classpath=/path/to/classes --changeLogFile=ChangeSet.xml --url="jdbc:mysql://host2" --username=user --password="password" migrate

После миграции есть смысл проверить еще раз, что changeset пустой.
Происходит не только синхронизация таблиц и полей, но также индексов, ключей. Не уверен по поводу хранимых процедур – это я не проверил.

Changeset также можно формировать и в других форматах - в sql, в json (не только в xml). Формирование changeset"а в sql будет полезным в тех случаях, когда для миграции используются средства другой утилиты.

3. schemasync

Инструмент для синхронизации структуры БД. Для работы необходим python и соответствующий интерфейс для mysql.
Из существенных различий с liquibase:
- schemasync создает не только ченжсет, но и файл, позволяющий откатить изменения (самое важное и самое ценное преимущество, хотя, на мой взгляд, не избавляет от необходимости делать backup перед синхронизацией)
- liquibase позволяет не только получить ченжсет, но и сразу же запустить миграцию средствами самой утилиты. Может быть, не киллер-фича, но все равно удобно и полезно

schemasync работает только с sql – никаких промежуточных xml и аналогов – вижу для себя в этом как преимущества, так и недостатки.
Очень лаконичный синтаксис, минимум настроек. Позволяет не синхронизировать комментарии и автоинкремент (настраивается) - безусловный плюс.

Пример использования:

Schemasync mysql://user:pass@dev-host:3306/dev_db mysql://user:pass@prod-host:3306/production_db

При использовании ПК Интеллект в системах с распределенной архитектурой необходимо синхронизировать базы данных Серверов и УРМА. Синхронизация баз данных позволяет хранить данные как централизованно (на одном Сервере или УРМА), так и распределенно (репликация данных из баз различных Серверов и УРМА системы видеонаблюдения). Синхронизация баз данных обеспечивает параллельную работу с базами данных Серверов и УРМА и автоматическое обновление при их изменении.

По умолчанию базы данных ПК Интеллект на Серверах и УРМА не синхронизированы между собой. Как правило, ПК Интеллект настраивается таким образом, что синхронизация всех баз данных осуществляется только с одной централизованной базой данных, размещенной на Сервере администрирования.

Примечание.

В том случае, если одна или несколько баз данных хранятся в формате MS Access, необходимо перед настройкой синхронизации конвертировать базы в формат MS SQL server.

Для настройки синхронизации базы данных Конфигурация программного комплекса Интеллект с базой данных сервера администрирования (или другой базой данных), необходимо выполнить следующие действия:

Проверить, работает ли ПО MS SQL Server.
Запустить утилиту idb.exe, расположенную в корне директории установки ПК Интеллект (например, C:\Program Files (х86) \Интеллект). На экран будет выведено диалоговое окно утилиты idb.exe.
Из списка Выберите источник данных: выбрать пункт Synchro source .
Установить флажок Использовать.
Нажать кнопку Настроить.
На экран будет выведено диалоговое окно Свойства связи с данными . В окне Свойства связи с данными необходимо перейти на вкладку Поставщик данных .
Из списка Поставщики OLE DB необходимо выбрать пункт Microsoft OLE DB Provider for SQL Server .
Нажать кнопку Далее.
После нажатия кнопки Далее будет выполнен автоматически переход на вкладку Подключение .
В строке 1. Выберите или введите имя сервера: данного окна необходимо выбрать из списка или ввести вручную наименование MS SQL сервера, на котором хранится база данных, с которой требуется синхронизировать текущую.
В группе 2. Для входа в сервер использовать: необходимо указать тип и указать параметры аутентификации для подключения к MS SQL серверу. Аутентификация на MS SQL сервере осуществляется по учетной записи пользователя, авторизированного в ОС Windows, или по имени пользователя (логину) и паролю, которыми защищено подключение к MS SQL серверу.
Метод и параметры, используемые для аутентификации на MS SQL сервере, задаются при установке MS SQL сервера.
В зависимости от метода аутентификации, который требуется использовать для подключения к MS SQL серверу, необходимо указать следующие параметры:
1. В том случае, если аутентификация на MS SQL сервере осуществляется по учетной записи пользователя в ОС Windows, необходимо установить переключатель в положение учетные сведения Windows NT . При этом необходимо, чтобы в ОС Windows на компьютере, на котором установлен MS SQL сервер и хранится база данных, с которой требуется настроить синхронизацию, была зарегистрирована учетная запись, под которой в текущий момент авторизирован пользователь в ОС Windows на компьютере, с которого выполняется настройка синхронизации.
2. В том случае, если аутентификация на MS SQL сервере осуществляется по имени пользователя (логину) и паролю необходимо выполнить следующие действия:
  1. Установить переключатель в положение следующие имя и пароль пользователя: .
  2. В поле Пользователь: ввести имя пользователя (логин) для подключения к MS SQL серверу.
  3. В том случае, если доступ к MS SQL серверу защищен паролем, необходимо снять флажок Пустой пароль и в поле Пароль ввести пароль для доступа к базе данных.
Нажать кнопку Проверить подключение .
При успешном подключении к MS SQL серверу на экран будет выведено окно с сообщением Проверка подключения выполнена .

Необходимо нажать кнопку ОК в окне сообщения, в результате чего окно автоматически будет закрыто.
В том случае, если наименование MS SQL сервера и/или параметры аутентификации, используемые для подключения к MS SQL серверу, были указаны неправильно, на экран будет выведено соответствующее сообщение.

Для закрытия окна с сообщением необходимо нажать кнопку ОК . Далее требуется изменить введенные данные и повторно проверить подключение к MS SQL серверу.
Из списка Выберите базу данных на сервере выбрать название базы данных, с которой требуется синхронизировать текущую.
Нажать кнопку ОК в диалоговом окне Свойства связи с данными. В результате выполнения данного действия окно будет закрыто.
Нажать кнопку ОК , расположенную в нижнем правом углу окна утилиты idb.exe.

На этом настройка синхронизации баз данных завершена.

Текст был обработан Грищенко В.И.

Начало

Рано или поздно с этим сталкиваются все. Ну если не все, то многие. Сталкиваются в той или иной степени - кто-то в простейшем варианте, кто-то в сложном. Иногда находятся стандартные средства, иногда обнаруживается, что задачу можно упростить до частного случая. Но иногда проблема встает именно так, что стандартные средства не находятся или не устраивают, а задача синхронизации баз данных не упрощается до частного случая...

В свое время эта задача встала и передо мной. Некоторые СУБД имеют встроенные средства синхронизации (этот процесс еще иногда называют репликацией, а иногда эти понятия различают). Но во-первых, мне нужно было синхронизировать базы под управлением InterBase, а во-вторых, даже те средства сторонних производителей, которые для этой СУБД существуют, меня не устраивали. Мне был необходим такой механизм синхронизации, который не предусматривает постоянного наблюдения администраторами на всех БД - программа писалась в расчете на маленькие организации. InterBase для этого подходил идеально - легкий, надежный (уж точно надежнее локальных БД!), практически не требующий администрирования при не слишком сильной загрузке. Да где же взять такой репликатор? Да еще чтобы был простой как пробка - запустил - отработало. Да еще чтобы в программу вставить работу! Да еще чтобы мог синхронизировать базы под Win и под Unix!

Два дня поисков подходящих средств в Internet ни к чему не привели. Много рекламы, мало информации, бешеные цены и, что уже просто надоело, "очень удобные средства для администратора с помощью которых очень легко исправлять коллизии". Ну нет у меня администратора, который мог бы следить за каждой синхронизацией (проходящей пару раз в день) и исправлять коллизии! Что же делать?

Ладно, попытка - не пытка, я решил поискать что-нибудь по алгоритмам, используемым при репликации баз данных.
НИЧЕГО.
Абсолютно ничего!
Если я плохо искал и кто-то мне покажет интересные в этом плане и свободно доступные материалы, я буду рад! Но по-видимому это khow-how фирм-производителей или до сих пор не разработано каких-то общеизвестных алгоритмов на эту тему. Лезу в Дейта. Ничего. Так, рассуждения на тему распределенных БД, но того, что мне нужно, нет.

Так или иначе, но, помолясь, я решил обмозговать это все сами посмотреть, что получится. Обмозговал. Помучился. Написал. Исправил. Исправил. Еще раз исправил. Заработало. Сглючило. Исправил - перестало глючить. Пока работает. Мне нравится. Работает! Проблемы, конечно, есть. И некоторые весьма приличные. Но... но все таки оно работает!

Так что я решил рассказать, кому интересно, то что я думал и что делал.

Варианты, терминология

Все термины самопальные, так что не обижайтесь, если что-то покажется глупым. :)

Синхронизация - процесс при котором базы данных приводятся в идентичное состояние. Если кто-то придумает определение получше я его выслушаю.

Сначала расклассифицируем синхронизацию по направленности и времени проведения.

Если данные могут меняться только в одной из баз данных, а в остальных они не меняются пользователями, то синхронизацию на таких базах назовем однонаправленной или односторонней. Если же данные могут быть добавлены/изменены/удалены пользователями системы в нескольких базах системы - то это будет двунаправленная(двусторонняя) синхронизация.

Если синхронизация должна проводиться немедленно после внесения изменений в БД, то такую синхронизацию назовем синхронизацией в реальном времени . А если изменения из одних баз должны вноситься в другие базы ПОЗЖЕ, по команде/событию/etc - то это будет отложенная синхронизация .

Разделим теперь отложенную синхронизацию еще на два подкласса. Если для синхронизации необходимо соединение с обоими базами данных иона проводится путем анализа расхождений в этих базах, то назовем ее синхронизацией по текущему состоянию . А если синхронизация проводится по журналу - списку вносимых изменений в базы - то так и назовем - синхронизацией по журналу . Обе эти разновидности встречаются в коммерческих разработках. Забегая вперед, скажу, что я реализовывал синхронизацию по текущему состоянию.

Далее. Если при проведении синхронизации изменения могут выявляться и производиться отдельными полями записей, то это синхронизация по полям . Если же "единицей" проведения синхронизации является запись - то это синхронизация по записям .

Это вроде бы все понятно интуитивно, но хочется строгости и не хочется размолвок из-за различий в терминологии.

Теперь одно очень важное определение, о существовании которого, оказывается некоторые разработчики, впервые встретившиеся с нашей проблемой не знакомы. Коллизия - это некоторая неопределенность, иногда ошибка, возникающая при синхронизации и обусловленная тем, что алгоритмы синхронизации не идеальны, да и сама задача часто ставит трудноразрешимые проблемы. Или даже вообще не разрешимые в рамках принятой схемы синхронизации. На различные примеры коллизий мы посмотрим попозже.

Отсекаем лишнее

Итак, я упомянул несколько вариантов синхронизации и теперь от "лишних" следует избавиться. :) Мы не будем рассматривать синхронизацию в реальном времени это все-таки довольно экзотическая задача. Мы рассмотрим одностороннюю синхронизацию, но очень коротко - это довольно простая задача, ее можно решить без коллизий (по крайней мере, мне так кажется, хотя я могу и ошибаться). Ясно, что односторонняя синхронизация легко реализуется любым методом двухсторонней (по журналу или по текущему состоянию), но без множества проблем, присущих двусторонней синхронизации. И конечно, основная наша цель - это двусторонняя отложенная синхронизация.

Идентификация записей

Для того, чтобы правильно проводить синхронизацию данных любым способом, очевидно, необходима однозначная идентификация записей во всей системе (по крайней мере в рамках одной таблицы). Если для кого-то это покажется неочевидным, скажите, я напишу подробнее.

Для унификации желательно, чтобы в каждой таблице, включенной в процесс синхронизации, был суррогатный первичный ключ (ID) - обычно INTEGER. Впрочем, чаще всего так и есть. Как же мы можем обеспечить уникальную идентификацию записей.

Можно ввести в каждую таблицу дополнительное поле - номер БД, в которой эта запись была создана впервые (DBID). При этом, очевидно, ID уже не будет являться первичным ключом, вместо этого первичным ключом будет пара (DBID, ID). Следует заметить, что из-за этого данное решение не слишком привлекательно
Можно сделать первичным ключом строку специального формата, например XXXX-YYYY-ZZZZZZZZ, где XXXX - это идентификатор базы данных, где запись была создана впервые, YYYY - идентификатор таблицы, ZZZZZZZZ - идентификатор записи внутри конкретной таблицы конкретной БД. Такое решение является хорошо масштабируемым, позволяет "запихать" в ID много дополнительной информации, но у него тоже есть минусы. Во-первых, некоторая избыточность информации. Во-вторых, более сложный механизм генерации таких ID. И еще, неплохо было бы ограничить возможные значения ID данным форматом. Это тоже заботы.
На мой взгляд, для InterBase лучшим вариантом является следующий - ID для всех таблиц генерируется обычным триггером, выбирающим значения из генератора. При этом начальное значение генератора различно для разных БД, за счет чего обеспечится уникальность ID по всем БД. Данный подход характерен для InterBase. Применение его для других СУБД может быть ограничено невозможностью задать начальное значение для счетчика автоинкрементных полей.

Ясно, что я выбрал третий вариант. :) Остается еще один вопрос - тип данных для ID. Ясно, что есть для ID использовать INT64 (NUMERIC(18)), то вопрос с доступным диапазоном номеров не встает - диапазон огромен. Но к сожалению, есть некоторые проблемы, мешающие это сделать. Дело в том, что до сих пор в Delphi поддержка полей Int64 несколько хромает. Это связано как с недоработками компонент доступа к данным (IBX, FIBPlus), так и с изначальным отсутствием в классе TField поддержки полей Int64.

В то же время, если мы внимательно посмотрим на диапазон INTEGER, то обнаружим, что при

использовании только положительных значений
использовании единственного генератора на все таблицы БД
ежедневном создании в системе 10000 записей

нам хватит диапазона INTEGER на 27 лет работы системы из 21 БД. При этом начальные значения генераторов разных БД будут определяться как DBID * 100000000. Для большинства систем это вполне нормальные показатели.

Коллизии

В этом разделе мы рассмотрим возможные варианты изменений в базе данных и отметим, в каких случаях вероятно возникновение коллизий. Разделим все вносимые изменения на два класса - изменения, вносимые в одиночные независимые таблицы и вносимые в таблицы, связанные отношениями FOREIGN KEY.

Кроме того, коллизии могут быть вызваны за счет работы триггеров и ограничений прикладного характера.

Изменения в одиночных таблицах

В таблицу добавляется новая запись

После проведения синхронизации эта запись должна появиться в остальных БД. Первой причиной для коллизий при этом изменении может быть конфликт первичных ключей, но эта проблема легко разрешима (см. выше). Так что если в любых БД будет добавлена куча записей все они должны без проблем продублироваться в остальных.

Ну, может еще стоит отметить, что если сразу после синхронизации эти записи были удалены из исходной БД, то при следующей синхронизации они НЕ должны восстановиться. :) Впрочем, это скорее, относится к следующему подразделу:

Причиной коллизии могут стать ограничения типа UNIQUE. Поясняю. Пусть есть 2 БД: A и B. На таблицу (Table1) наложено ограничение UNIQUE(Field1). Пусть в начальный момент времени в обоих базах НЕТ записей, у которых Field1 = Value1. Добавим такую запись сначала в A, а затем в B. Ошибок не возникает - ограничение UNIQUE не нарушено. Теперь пытаемся синхронизировать эти БД. По логике вещей, мы должны создать в каждой БД по 1й записи. Но не можем, так как это вызовет нарушение ограничения. Конечно, при условии того, что данные были введены верно и модель построена правильно, это должны быть ОДИНАКОВЫЕ (по предметным полям) записи, они должны описывать одну сущность. Но нам от этого не легче - коллизия возникла и ее надо разрешать. Разрешить ее можно удалением записи из одной базы и повторным проведением синхронизации.

Эта является замечательным примером того, что коллизия может возникнуть безотносительно конкретной реализации механизма синхронизации. Она возникает принципиально из-за распределенности системы и отложенности синхронизации.

В общем, подобные "логические" коллизии практически неотслеживаемы. И это очень печально.

Из таблицы удаляется запись

После проведения синхронизации эта запись должна удалиться, если она там есть, из других БД. Опять-таки, возможны "логические" коллизии - допустим, триггер проверяет наличие хотя бы одной записи, у которой Field1 = Value1.Сначала в обоих БД было по две такие записи. В обоих базах удалим по одной записи. При этом ошибок не будет, так как остается вторая. Но если мы удалили в разных базах разные записи, то после синхронизации возникнет ошибка, так как в итоге в базах не окажется ни одной записи Field1 = Value1. В случае такого рода ограничений, опять-таки, по-видимому, без администратора, хорошо знакомого со структурой БД и способного исправить такие коллизии ничего не выйдет:(.

В таблице изменяются некоторые поля записи

После проведения синхронизации в других базах эта запись должна измениться аналогичным образом.

Первая и очень вероятная коллизия заключается в одновременном изменении записи в разных БД. Эта коллизия имеет два варианта - если изменяются одни и те же поля и если изменяются разные поля.

В первом случае, очевидно, один вариант изменения неверен - ведь описываемая сущность имеет вполне конкретное значение данного параметра. Приняв за правду более позднее изменение или более "главную" БД, мы легко можем разрешить вопрос.

А второй случай, при синхронизации на уровне записей может вызвать серьезнейшую проблему - потерю введенной информации. Привожу пример. Вышеупомянутый Иванов И.И. опять побежал в вышеупомянутые учереждения. В первое он побежал и сказал там, то он теперь инвалид второй группы, что оператор и занес в БД. Прибежав в тот же день во второе учереждение он сказал, что у него родилась тройня (или просто второе учереждение - это родильный дом и там все сами узнали, а Иванов бегал только в одно учереждение). Там изменили поле "кол-во детей". Внимание! Если синхронизация производится целыми записями, то в зависимости от времени изменений или от "главности" баз мы потеряем ту или иную введенную информацию, если только умный администратор не увидит подробнейшее описание случившегося и не исправит эту ситуацию руками. Я полагаю, это ясно.

Так что мы видим, что синхронизация на уровне записей не только приводит к перекачке неизмененных полей, но и может служить источником очень неприятных ошибок. В то же время, к сожалению, для реализации синхронизации н уровне полей необходимо гораздо больше служебной информации и гораздо более сложные структуры данных. К тому же, реализация синхронизации по полям может упереться в возможности СУБД - необходимо определять список измененных полей и зачастую это тоже нетривиальная задача.

Изменения в связанных таблицах

Будем рассматривать коллизии при синхронизации таблиц TableA и TableB. TableB имеет внешний ключ (FOREIGN KEY), ссылающийся на TableA. Тогда записи таблицы A будут родительскими, а соответствующие записи таблицы B - дочерними.

Создается новая родительская запись или новая дочерняя запись к существующей родительской

Создается новая родительская запись и дочерние к ней

И родительская и дочерние записи должны появиться в других БД. Здесь становится важным порядок создания записей в результирующей БД - сначала должна создаваться родительская запись, затем дочерние. Впрочем, в тех СУБД, в которых ограничения ссылочной целостности проверяются только при подтверждении транзакции, это не обязательно. Но даже в них нельзя посоздавать все новые родительские записи, подтвердить транзакцию, а затем посоздавать новые дочерние записи.

Удаляется дочерняя запись

Никаких особенностей нет, дополнительных проблем из-за связанности таблиц не возникает.

Удаляется родительская запись и дочерние

В результирующей БД должны удалиться сначала дочерние записи, затем родительская.

В базе А создается дочерняя запись, в базе В удаляется родительская
В базе А дочерняя запись передается от родительской записи 1 к родительской записи 2, в базе В удаляется родительская запись 2

Циклы FOREIGN KEY

Влияние триггеров

Синхронизация по журналу - общие принципы

Это наиболее часто применяемый метод. Все действия, производимые в БД (создания, удаления и изменения записей) сохраняются в некотором журнале - обычно это отдельная таблица или набор таблиц в самой БД.

Заполнение журнала производится триггерами, которые записывают в журнал информацию, достаточную для повторного выполнения произведенного действия. Понятно, что в случае удаления записи достаточно сохранить идентификатор таблицы и значение первичного ключа удаленной записи, а для изменения или создания записи нужно также сохранять значения полей. Обычно также сохраняется отметка времени, когда было произведено изменение.

Для синхронизации двух БД на каждой из них повторяют все действия, произведенные в другой БД, извлекая их по очереди из журнала. Отсюда следует одно из преимуществ синхронизации по журналу - нет необходимости в установлении соединения с БД - журнал, выведенный в отдельный файл можно передать по "floppynet" :) Необходимо только тщательно отмечать, какие записи журнала еще не передавались. Эта проблема усложняется при наличии нескольких синхронизируемых БД - нужно запоминать, какая последняя запись журнала была передана в каждую из БД.

Понятно, что после успешного применения журнала к другой БД журнал можно урезать. Но тем не менее, журнал занимает много места - в лучшем случае дублирует новые и измененые записи.

Если одна и та же запись изменялась несколько раз подряд, то можно либо хранить все промежуточные изменения, либо "склеить" эти изменения в одно. Это снизит размер журнала, но может привести к лишним коллизиям.

Для синхронизации по журналу характерно увеличение хранимых данных пропорционально количеству изменений в цикле синхронизации, и скорость синхронизации также пропорциональна количеству изменений в цикле синхронизации.

Следует также упомянуть, что на базе журнала можно построить службу отката состояния БД практически на любой момент (если только соответствующие данные не были удалены из журнала).

Синхронизация по журналу реализуется достаточно просто, но очевидно, что коллизии при этом неизбежны. Для иллюстрации этого предлагаю вам следующую аналогию. Представьте себе, что у вас есть 2 комнаты, в которых расположены ящики. У вас есть робот, который можно запрограммировать на перемещение ящиков. В начальный момент ящики в комнате расположены одинаково. Вы подаете роботу команды и он перемещает ящики. Ваш напарник подает команды другому роботу во второй комнате. После этого вы приказываете роботам поменяться местами и повторить все действия, начиная с начального момента. Очевидно, что это может привести к неприятностям - в первой комнате робот передвигал ящик №5, но во второй комнате его не оказалось на месте, в первой он подвинул ящик №54 в угол, но во второй угол оказался занят.

При этом следует отметить, что удачное приложение журнала 2 в БД 1 еще не означает, что без ошибок отработает журнал 1 в БД 2.

Преимущества

Нет необходимости в установке соединения
Можно вернуть БД на любой момент в прошлом
Сравнительная простота реализации
Высокая скорость синхронизации - пропорциональна кол-ву изменений за цикл

Недостатки

Большие объемы хранимых данных - пропорциональны кол-ву изменений за цикл
Коллизии практически неизбежны

Синхронизация по текущему состоянию - общие принципы

Синхронизация по текущему состоянию в различных продуктах мне встречалась гораздо реже, чем синхронизация по журналу. Но, мне кажется, из этого нельзя делать вывод об ее применимости. Известно, что в разных задачах лучше применять более подходящие методы.

Итак, синхронизация по текущему состоянию всегда выполняется с установлением соединения, так что применить этот метод без наличия какого-либо канала связи между серверами нельзя.

Процесс, производящий синхронизацию, устанавливает соединение с обоими БД (если баз больше двух, то синхронизация выполняется попарно - например, "цепочкой" или "звездой") и пробегает по всем синхронизируемым таблицам в поисках различий. Здесь мы видим первый существенный недостаток метода - скорость синхронизации пропорциональна полному количеству записей в БД. Напомню, что для синхронизации по журналу скорость была пропорциональна кол-ву измененных данных.

Когда различия находятся, то управляющий процесс эти различия убирает, приводя обе БД к идентичному виду. При этом приходится принимать решение - какая из БД содержит более верные данные по текущей обрабатываемой записи - следует ли удалить запись из базы 1 или наоборот, создать такую же в базе Б, где она пока отсутствует.

Однако, в отличие от синхронизации по журналу, когда при приложении журнала отсутствует какая-либо дополнительная информация, в данном случае управляющий процесс может выдавать вспомогательные запросы в обе БД для того, чтобы максимально хорошо разрешить все коллизии - например, узнать, есть ли в других таблицах записи, ссылающиеся на данную. Таким образом, задав определенные правила, можно автоматически разрешать довольно большую часть коллизий.

Если вспомнить аналогию с роботами, ящиками и комнатами, то в данном случае робот будет заглядывать в обе комнаты и, если увидит, что ящик №15 стоит в разных местах, то, приняв какое-то из расположений за верное, постарается в другой комнате поставить его в то же место. При этом, если его место занято, то возможен дополнительный анализ - а каким ящиком занято? а почему не занято в первой комнате?

Нетрудно заметить, что подобный метод в принципе более правилен - вместо того, чтобы в новых условиях тупо повторять действия из другой БД, возможен анализ различий и максимально безопасное их устранение.

Для проведения синхронизации по состоянию обычно для каждой записи БД вводятся одно или несколько дополнительных полей, по которым управляющий процесс сможет определить, какая из двух записей содержит более актуальные данные. Размер дополнительных данных опять-таки получается пропорциональным общему количеству данных в БД, но сравнить это с журнальной синхронизацией нельзя, так как размер дополнительных полей достаточно мал и не увеличивается при многократных изменениях данных, а записи в журнале чаще всего целиком дублируют записи таблиц и накапливаются при последовательных изменениях.

Сведем рассмотренные нами преимущества и недостатки в единый список.

Преимущества

Хорошие возможности по исправлению коллизий

Недостатки

Низкая скорость синхронизации - пропорциональна кол-ву всех записей
Необходимо соединение с обоими БД
Для всех записей вводятся дополнительные поля - сравнить с журнальной синхронизацией толком нельзя

Синхронизация независимых наборов таблиц

Итак, пусть у нас есть несколько баз данных - A, B, C,... При этом изменение данных происходит (без ограничения общности) только в БД A. Еще следует отметить, что если в базах данных имеются независимые наборы таблиц, то в одном таком наборе данные могут изменяться только в БД А, а в другом - только в базе B (например). Такая структура тоже может считаться системой с односторонней синхронизацией, просто проводимой раздельно по нескольким наборам таблиц.

Поясню примером. У фирмы есть Интернет-магазин. Одна база данных находится в офисе фирмы, вторая - на Web-сервере. Пусть есть несколько таблиц, описывающих товары Интернет-магазина и таблицы гостевой книги и форума. Эти наборы не зависят друг от друга и точки изменения данных - разные. Описания товаров заполняются в офисе и изменения должны передаваться на БД Web-сайта. А информация от клиентов - форум и гостевые сообщения создаются на сайте и идут в обратном направлении.

В такой схеме коллизии практически исключены - потоки обновлений базы не пересекаются. Реализовывать такую схему можно практически любым способом без особых проблем.

Проблемы начинаются тогда, когда в Интернет-магазин вводится функция online-покупки товара. При этом заказы покупателей являются зависимыми от таблиц товаров. И данные для этого набора могут изменяться в двух БД одновременно.

Продолжение следует...

Во второй части мы перейдем собственно к моему решению - реализации двусторонней синхронизации по текущему состоянию БД.

Каждый, кто когда-либо разрабатывал приложения, использующие базу данных, наверняка сталкивался с проблемой обновления структуры БД при разворачивании и обновлении приложения.

Чаще всего используется простой подход - создание набора SQL-скриптов для модификации структуры БД от версии к версии. Конечно, есть такой мощный инструмент, как Red gate , но он во-первых небесплатный, во-вторых не решает проблему полной автоматизации обновления.

Технология migrations, впервые появившаяся в ОРМ Hibernate и реализованная в Linq, очень хороша и удобна, но подразумевает стратегию разработки структуры БД code first, что весьма трудоемко для уже существующих проектов, а использование в БД триггеров, хранимых процедур и функций делает задачу перехода на code first практически невыполнимой.

В данной статье предлагается альтернативный подход к решению этой задачи, использующий хранение эталонной структуры БД в XML-файле и автоматическую генерацию SQL-скрипта на основе сравнения эталонной и существующей структуры. Итак, начнем...

Генерация XML-файла со структурой БД

Для экспериментов будем использовать БД DbSyncSample. Скрипт для создания БД приведен ниже.

USE GO /****** Object: Table . Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ SET ANSI_NULLS ON GO SET QUOTED_IDENTIFIER ON GO CREATE TABLE .( IDENTITY(1,1) NOT NULL, (50) NULL, NULL, (18, 2) NOT NULL, CONSTRAINT PRIMARY KEY CLUSTERED ( ASC)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON ) ON GO CREATE NONCLUSTERED INDEX ON . ( ASC)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, SORT_IN_TEMPDB = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, DROP_EXISTING = OFF, ONLINE = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON GO /****** Object: Table . Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ SET ANSI_NULLS ON GO SET QUOTED_IDENTIFIER ON GO CREATE TABLE .( IDENTITY(1,1) NOT NULL, (150) NULL, NULL, (18, 2) NOT NULL, CONSTRAINT PRIMARY KEY CLUSTERED ( ASC)WITH (PAD_INDEX = OFF, STATISTICS_NORECOMPUTE = OFF, IGNORE_DUP_KEY = OFF, ALLOW_ROW_LOCKS = ON, ALLOW_PAGE_LOCKS = ON) ON ) ON GO /****** Object: Trigger Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ SET ANSI_NULLS ON GO SET QUOTED_IDENTIFIER ON GO CREATE TRIGGER . ON . AFTER INSERT,UPDATE AS BEGIN UPDATE Orders SET TotalCost = s.Total FROM (SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total FROM Details d JOIN inserted i ON d.OrderId=i.OrderId GROUP BY i.OrderId) s WHERE Id=s.OId END GO /****** Object: Trigger Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ SET ANSI_NULLS ON GO SET QUOTED_IDENTIFIER ON GO CREATE TRIGGER . ON . AFTER DELETE AS BEGIN UPDATE Orders SET TotalCost = s.Total FROM (SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total FROM Details d JOIN deleted i ON d.OrderId=i.OrderId GROUP BY i.OrderId) s WHERE Id=s.OId END GO /****** Object: Default Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ ALTER TABLE . ADD CONSTRAINT DEFAULT ((0)) FOR GO /****** Object: Default Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ ALTER TABLE . ADD CONSTRAINT DEFAULT ((0)) FOR GO /****** Object: ForeignKey Script Date: 06/01/2017 10:37:43 ******/ ALTER TABLE . WITH CHECK ADD CONSTRAINT FOREIGN KEY() REFERENCES . () GO ALTER TABLE . CHECK CONSTRAINT GO

Для экспериментов создаем консольное приложение. Подключаем к нему nuget-пакет Shed.DbSync .

Структуру БД в виде XML получаем следующим образом:

class Program { private const string OrigConnString = "data source=.;initial catalog=FiocoKb;integrated security=True;MultipleActiveResultSets=True;App=EntityFramework"; static void Main(string args) { // получаем XML со структурой БД var db = new Shed.DbSync.DataBase(OrigConnString); var xml = db.GetXml(); File.WriteAllText("DbStructure.xml", xml); } }

После запуска программы в файле DbStructure.xml видим следующее:

0 1 int 4 false true false 2 nvarchar 100 true false false 3 datetime 8 true false false 4 decimal 9 false false false 1 CLUSTERED true true false 1 1 false 2 NONCLUSTERED false false false 2 1 false 1 4 ((0))

1 int 4 false true false 2 nvarchar 300 true false false 3 int 4 true false false 4 decimal 9 false false false 1 CLUSTERED true true false 1 1 false 1 2137058649 1 3 1 NO_ACTION NO_ACTION 4 ((0))

CREATE TRIGGER . ON dbo.Details AFTER INSERT,UPDATE AS BEGIN UPDATE Orders SET TotalCost = s.Total FROM (SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total FROM Details d JOIN inserted i ON d.OrderId=i.OrderId GROUP BY i.OrderId) s WHERE Id=s.OId END SQL_TRIGGER CREATE TRIGGER . ON dbo.Details AFTER DELETE AS BEGIN UPDATE Orders SET TotalCost = s.Total FROM (SELECT i.OrderId OId, SUM(d.Cost) Total FROM Details d JOIN deleted i ON d.OrderId=i.OrderId GROUP BY i.OrderId) s WHERE Id=s.OId END SQL_TRIGGER

Разворачивание/обновление структуры БД при помощи полученного XML.

Теперь научимся использовать полученный XML. Создаем еще одну пустую БД DbSyncSampleCopy, в код нашей консольной программы добавляем следующее:

class Program { private const string OrigConnString = "data source=.;initial catalog=DbSyncSample;integrated security=True;MultipleActiveResultSets=True;App=EntityFramework"; private const string TargetConnString = "data source=.;initial catalog=DbSyncSampleCopy;integrated security=True;MultipleActiveResultSets=True;App=EntityFramework"; static void Main(string args) { // получаем XML со структурой эталонной БД var dborig = new Shed.DbSync.DataBase(OrigConnString); var xml = dborig.GetXml(); File.WriteAllText("DbStructure.xml", xml); // если нужно предварительно очистить структуру целевой БД, используем // Shed.DbSync.DataBase.ClearDb(TargetConnString); // обновляем структуру целевой БД var dbcopy = Shed.DbSync.DataBase.CreateFromXml(xml); dbcopy.UpdateDb(TargetConnString); // на самом деле можно обойтись одной строкой: // dborig.UpdateDb(TargetConnString); // dbcopy создаем только для демонстрации создания объекта базы из XML } }

После запуска программы можно убедиться, что в DbSyncSampleCopy появилась структура таблиц, идентичная эталонной БД. Эксперименты с изменением эталонной структуры и обновлением целевой оставляю читателю.

В сценариях тестирования может понадобиться создание тестовой БД каждый раз с нуля. В этом случае будет полезно использовать функцию Shed.DbSync.DataBase.ClearDb(string connString)

Автоматическое слежение за структурой БД.

Слежение за структурой оформим в виде отдельной функции, которую следует вызывать при старте/рестарте приложения либо в другом месте по желанию разработчика.

static void SyncDb() { // автоматическое слежение за структурой БД Shed.DbSync.DataBase.Syncronize(OrigConnString, @"Struct\DbStructure.xml", // путь к файлу структуры @"Struct\Logs", // путь к папке логов синхронизации @"Struct\update_script.sql" // (необяз.) в случае определения этого параметра // в него будет записан скрипт, сгенерированный // для обновления БД); }

Слежение производится при помощи параметра (тега) Version в XML. Сценарий использования процедуры такой:

Назначить версию БД. В Microsoft SqlServer Management Studio на узле нужной базы данных правой кнопкой выбрать Properties.
Далее Extended Properties и в таблице свойств добавить свойство Version со значением 1. При каждой последующей модификации структуры это свойство следует наращивать на 1.
При запуске приложения, если XML-файла нет или его версия меньше, чем у БД, он создается.
Если версия XML-файла больше, чем у БД, генерируется скрипт на обновление БД и исполняется.
Если в процессе исполнения скрипта возникли ошибки, все изменения откатываются.
Результаты синхронизации пишутся в log-файл, создаваемый в папке, указанной параметром logDitPath.
Если указан параметр SqlScriptPath, создается файл со скриптом из п.4.

Эксперименты оставляю читателям. Успехов вам!

Теги:

ms sql
синхронизация баз данных
database
syncronize
dbsync
sql
shed
shed.dbsync

Добавить метки