什么是分布式數(shù)據(jù)對(duì)象呢？

3月底發(fā)布的OpenAtom OpenHarmony（以下簡(jiǎn)稱“OpenHarmony”）3.1 Release版本中，新增了分布式數(shù)據(jù)對(duì)象特性。什么是分布式數(shù)據(jù)對(duì)象呢？本期就讓我們一起來(lái)了解一下~

一、背景介紹

OpenHarmony 作為分布式操作系統(tǒng)，支持運(yùn)行在不同的終端設(shè)備上。這些終端設(shè)備通過(guò)跨端遷移和多端協(xié)同等，可以為用戶提供豐富、流暢的全場(chǎng)景體驗(yàn)。在這種分布式場(chǎng)景下，不同設(shè)備之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)互通來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的配合。

下面先看以下這個(gè)分布式場(chǎng)景的示例：

示例：可觸屏和TV的協(xié)作

在 TV/PAD 上觀看視頻時(shí)，在可觸屏設(shè)備上控制 TV/PAD 上的播放狀態(tài)、進(jìn)度、音量和速度等，實(shí)現(xiàn)多端控制。

圖1 多端控制，解放設(shè)備限制

要實(shí)現(xiàn)上面這個(gè)示例的功能，首先必須實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)同步。傳統(tǒng)方式下，設(shè)備之間的數(shù)據(jù)同步，需要開(kāi)發(fā)者完成消息處理邏輯，包括：建立通信鏈接、消息收發(fā)處理、錯(cuò)誤重試、數(shù)據(jù)沖突解決等操作，工作量非常大。而且設(shè)備越多，調(diào)試復(fù)雜度將呈指數(shù)增長(zhǎng)。是否有更簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式？經(jīng)過(guò)分析，我們發(fā)現(xiàn)，示例中的播放狀態(tài)、進(jìn)度、音量和速度等其實(shí)都是變量。如果這些變量支持“全局”訪問(wèn)，那么開(kāi)發(fā)者跨設(shè)備訪問(wèn)這些變量就能像操作本地變量一樣，數(shù)據(jù)就能夠自動(dòng)高效、便捷地實(shí)現(xiàn)多端同步了。

為此，本次 OpenHarmony v3.1 Release 版本新增了分布式數(shù)據(jù)對(duì)象特性。分布式數(shù)據(jù)對(duì)象為開(kāi)發(fā)者在分布式應(yīng)用場(chǎng)景下提供簡(jiǎn)單易用的 JS 接口，輕松實(shí)現(xiàn)多設(shè)備間同應(yīng)用的數(shù)據(jù)協(xié)同，同時(shí)設(shè)備間可以監(jiān)聽(tīng)對(duì)象的狀態(tài)和數(shù)據(jù)變更。與傳統(tǒng)方式相比，分布式數(shù)據(jù)對(duì)象大大減少了開(kāi)發(fā)者的工作量。

（為方便描述，后文中“分布式數(shù)據(jù)對(duì)象”也簡(jiǎn)稱為“對(duì)象”。）

二、原理解析

這么簡(jiǎn)單高效的分布式數(shù)據(jù)對(duì)象技術(shù)具體如何實(shí)現(xiàn)的呢？讓我們來(lái)一一解析~

1.對(duì)象的數(shù)據(jù)同步

分布式數(shù)據(jù)對(duì)象，最重要的功能就是對(duì)象之間的數(shù)據(jù)同步?？尚沤M網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備可以在本地創(chuàng)建分布式數(shù)據(jù)對(duì)象，并設(shè)置 sessionID。不同設(shè)備上的分布式數(shù)據(jù)對(duì)象，通過(guò)設(shè)置相同的 sessionID，建立對(duì)象之間的同步關(guān)系。

如圖 3 所示，設(shè)備 A 和設(shè)備 B 上的“分布式數(shù)據(jù)對(duì)象1”，其 sessionID 均為 session1，這兩個(gè)對(duì)象建立了 session1 的同步關(guān)系。

圖2對(duì)象的同步關(guān)系

一個(gè)同步關(guān)系中，一個(gè)設(shè)備只能有一個(gè)對(duì)象加入。比如圖 3 中，設(shè)備 A 的“分布式數(shù)據(jù)對(duì)象 1”已經(jīng)加入了 session1 的同步關(guān)系，所以，設(shè)備 A 的“分布式數(shù)據(jù)對(duì)象 2”就加入失敗了。

建立同步關(guān)系后，每個(gè) session 有一份共享對(duì)象數(shù)據(jù)。加入了同一個(gè) session 的對(duì)象，支持以下操作：

（1）讀取/修改 session 中的數(shù)據(jù)。

（2）監(jiān)聽(tīng)數(shù)據(jù)變更，感知其他對(duì)象對(duì)共享對(duì)象數(shù)據(jù)的修改。

（3）監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)變更，感知其他對(duì)象的加入和離開(kāi)。

關(guān)于分布式數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)據(jù)同步，值得注意的是，同步的最小單位是“屬性”。比如，圖 4 中對(duì)象 1 包含三個(gè)屬性：name、age 和 parents。當(dāng)其中一個(gè)屬性變更時(shí)，則數(shù)據(jù)同步時(shí)只需同步此變更的屬性。

圖3數(shù)據(jù)視圖

2.對(duì)象的生命周期

接下來(lái)，我們從生命周期的角度來(lái)全面認(rèn)識(shí)一下分布式數(shù)據(jù)對(duì)象。

圖4生命周期

如圖 5 所示，對(duì)象包括三種狀態(tài)：未初始化、本地對(duì)象和分布式對(duì)象。這三種狀態(tài)說(shuō)明如下：

圖5對(duì)象的三種狀態(tài)

根據(jù)條件變化，對(duì)象在這三種狀態(tài)之間會(huì)來(lái)回切換：

最開(kāi)始，對(duì)象處于未初始化狀態(tài)。實(shí)例化之后，對(duì)象就從未初始化狀態(tài)切換到本地對(duì)象狀態(tài)。給對(duì)象設(shè)置 sessionID，收到對(duì)端設(shè)備對(duì)象上線通知后，此時(shí)可以跨設(shè)備同步數(shù)據(jù)了，對(duì)象就進(jìn)入了分布式對(duì)象狀態(tài)。

本端或遠(yuǎn)端設(shè)備下線，或者 sessionID 被清除，那么對(duì)象又切回本地對(duì)象狀態(tài)。分布式對(duì)象實(shí)例和對(duì)應(yīng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)都保存在應(yīng)用程序的進(jìn)程空間，當(dāng)應(yīng)用程序退出后，分布式對(duì)象和內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)也隨之銷毀，對(duì)象直接進(jìn)入未初始化狀態(tài)。

三、開(kāi)發(fā)約束及案例

經(jīng)過(guò)上面的介紹，大家對(duì)分布式數(shù)據(jù)對(duì)象已經(jīng)有了充分的了解了，下面就要介紹開(kāi)發(fā)者們最關(guān)心的“怎么用”的問(wèn)題了。

在使用分布式數(shù)據(jù)對(duì)象之前，我們先說(shuō)明一下相關(guān)的開(kāi)發(fā)約束：

1. 單個(gè)應(yīng)用程序最多只能創(chuàng)建 16 個(gè)分布式數(shù)據(jù)對(duì)象實(shí)例。

2. 考慮到性能和用戶體驗(yàn)，最多不超過(guò) 3 個(gè)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)協(xié)同。

3. 考慮到性能和用戶體驗(yàn)，分布式數(shù)據(jù)對(duì)象大小限制在 500KB 以內(nèi)。

4. 分布式數(shù)據(jù)對(duì)象的數(shù)據(jù)同步發(fā)生在同一個(gè)應(yīng)用程序下，且同 session ID 之間。

接下來(lái)，我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)案例來(lái)講解如何使用分布式數(shù)據(jù)對(duì)象。此案例中，設(shè)備 A 和設(shè)備 B 分別創(chuàng)建一個(gè)包含 3 個(gè)屬性的對(duì)象，這兩個(gè)對(duì)象加入到同一個(gè) session，建立同步關(guān)系。一個(gè)對(duì)象的屬性變更會(huì)自動(dòng)同步到另一個(gè)對(duì)象，從而實(shí)現(xiàn)“全局變量”效果。

通過(guò)此案例，我們能夠掌握分布式數(shù)據(jù)對(duì)象的基本操作，包括：

1. 創(chuàng)建對(duì)象

2. 設(shè)置 sessionID

3. 設(shè)置監(jiān)聽(tīng)對(duì)象變更的回調(diào)

4. 監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)變更

代碼示例如下：

1. 設(shè)備 A 的 JS 代碼示例：

import distributedObject from '@ohos.data.distributedDataObject'//創(chuàng)建對(duì)象，對(duì)象包含三個(gè)屬性：name、age和isVisvar g_object = distributedObject.createDistributedObject({name:"Amy", age:18, isVis:false});//設(shè)置sessionID為“123456”g_object.setSessionId("123456"); //設(shè)置監(jiān)聽(tīng)對(duì)象變更的回調(diào)changeCallback : function (sessionId, changeData) { if (changeData != null && changeData != undefined) { changeData.forEach(element => { console.info("changed !" + element + " " + g_object[element]); }); }} g_object.on("change",this.changeCallback);

2. 設(shè)備 B 的 JS 代碼示例：

//創(chuàng)建對(duì)象，對(duì)象包含三個(gè)屬性：name、age和isVisvar g_object = distributedObject.createDistributedObject({name:"Amy", age:undefined, isVis:false});//設(shè)置sessionID為“123456”，這個(gè)session里已經(jīng)有設(shè)備A的對(duì)象g_object.setSessionId("123456"); //監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)變更statusCallback : function (sessionId, networkid, status) {//成功加入session并檢測(cè)到設(shè)備A上線if (status == "online" && networkid == networkid_A) {//此時(shí)設(shè)備A的age值是18，而本地age值是undefined，通過(guò)console.info自動(dòng)同步設(shè)備A的age數(shù)據(jù)到本地。如果想使用本地?cái)?shù)據(jù)，可以把a(bǔ)ge初始值改為有效值，像name一樣。 console.info ("age = {g_object.age}"); g_object.name = "jack"; //此時(shí)設(shè)備A的changeCallback收到對(duì)象變更的回調(diào)，打印出“changed !name jack”。//后續(xù)使用g_object.做的屬性修改都會(huì)自動(dòng)同步給設(shè)備A，同時(shí)g_object.屬性訪問(wèn)的數(shù)據(jù)都是session中的最新數(shù)據(jù)（也包括設(shè)備A上的修改）。設(shè)備A和B相當(dāng)于使用同一個(gè)全局變量g_object。 }}g_object.on("status",this.statusCallback);

本期，我們?yōu)榇蠹抑v解了分布式數(shù)據(jù)對(duì)象的產(chǎn)生背景、原理及開(kāi)發(fā)案例。如果你想體驗(yàn)更詳細(xì)的分布式數(shù)據(jù)對(duì)象，歡迎加入 OpenHarmony 開(kāi)源項(xiàng)目，項(xiàng)目對(duì)應(yīng)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)倉(cāng)庫(kù)地址：

https://gitee.com/openharmony/distributeddatamgr_objectstore

后續(xù)倉(cāng)庫(kù)還將陸續(xù)發(fā)出分布式數(shù)據(jù)對(duì)象的 sample 哦，敬請(qǐng)期待！

審核編輯 ：李倩