HarmonyOS Next方舟資料管理與分散式資料庫實戰：構建高效同步架構

SameX發表於2024-10-24
分散式資料庫架構

本文旨在深入探討華為鴻蒙HarmonyOS Next系統（截止目前API12）的技術細節，基於實際開發實踐進行總結。主要作為技術分享與交流載體，難免錯漏，歡迎各位同仁提出寶貴意見和問題，以便共同進步。本文為原創內容，任何形式的轉載必須註明出處及原作者。

概述

隨著裝置間協同辦公和多終端互動需求的日益增長，構建高效的分散式資料同步架構顯得尤為重要。HarmonyOS的方舟資料管理（ArkData）與分散式資料庫支援，提供了強大的資料同步功能，能夠輕鬆實現多裝置間的資料一致性和安全性。本文將透過實際專案展示如何使用這些技術搭建分散式資料庫，確保實時同步和資料安全。

實戰場景

我們將開發一個分散式資料同步的表單系統，允許使用者在多個裝置上錄入資料，並保證這些資料在所有裝置上保持一致性。同時，我們將探討如何透過資料安全標籤與裝置安全等級，構建一個安全的資料同步機制。

1. 如何建立分散式資料庫和分散式資料表

HarmonyOS提供了強大的分散式資料庫功能，使得開發者可以輕鬆建立支援多裝置資料同步的資料庫。我們首先建立一個分散式資料庫，並在其中定義需要同步的表單資料。

步驟一：建立分散式資料庫

import { relationalStore } from '@kit.ArkData';
import { BusinessError } from '@kit.BasicServicesKit';

const STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
  name: 'FormSync.db',
  securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S1, // 設定資料庫安全等級
};

relationalStore.getRdbStore(this.context, STORE_CONFIG, (err: BusinessError, store: relationalStore.RdbStore) => {
  if (err) {
    console.error(`Failed to create RdbStore: ${err.message}`);
    return;
  }
  
  // 建立表
  store.executeSql('CREATE TABLE IF NOT EXISTS FormData (ID INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT, Name TEXT, Age INTEGER, Comments TEXT)', (err) => {
    if (err) {
      console.error(`Failed to create table: ${err.message}`);
    } else {
      console.log('Table created successfully.');
    }
  });
});

在上述程式碼中，我們建立了一個名為 FormSync.db 的資料庫，併為其設定了 S1 的安全等級，確保資料庫安全。接著，我們建立了一張表 FormData，用於儲存使用者錄入的表單資料。

步驟二：設定分散式表

為了讓表單資料在不同裝置之間同步，我們需要將 FormData 表設定為分散式表：

store.setDistributedTables(['FormData'], (err) => {
  if (err) {
    console.error(`Failed to set distributed table: ${err.message}`);
  } else {
    console.log('FormData table is now distributed.');
  }
});

這樣，FormData 表將支援多裝置之間的資料同步。

2. 實現資料的實時同步，確保不同裝置的資料一致性

分散式資料庫的核心功能在於不同裝置間的資料同步，確保裝置A上錄入的資料能實時同步到裝置B上。

步驟三：插入和同步資料

當使用者在裝置A上填寫表單並提交資料時，我們將其插入資料庫並同步到其他裝置：

let formData = {
  Name: 'John Doe',
  Age: 30,
  Comments: 'This is a test comment.',
};

// 插入資料
store.executeSql(`INSERT INTO FormData (Name, Age, Comments) VALUES (?, ?, ?)`, [formData.Name, formData.Age, formData.Comments], (err) => {
  if (err) {
    console.error(`Failed to insert data: ${err.message}`);
    return;
  }

  console.log('Data inserted successfully.');

  // 同步資料到其他裝置
  let predicates = new relationalStore.RdbPredicates('FormData');
  store.sync(relationalStore.SyncMode.SYNC_MODE_PUSH, predicates, (err, result) => {
    if (err) {
      console.error(`Failed to sync data: ${err.message}`);
      return;
    }

    console.log('Data synced successfully to other devices.');
  });
});

此程式碼段展示瞭如何插入表單資料，並透過呼叫 sync() 方法將資料推送到其他裝置，實現實時資料同步。

步驟四：接收裝置B上的同步資料

裝置B上可以透過監聽資料變化事件，及時獲取裝置A同步過來的資料：

store.on('dataChange', relationalStore.SubscribeType.SUBSCRIBE_TYPE_REMOTE, (storeObserver) => {
  console.log('Data has been changed on another device.');
  store.executeSql('SELECT * FROM FormData', [], (err, resultSet) => {
    if (err) {
      console.error(`Failed to fetch synced data: ${err.message}`);
      return;
    }

    while (resultSet.goToNextRow()) {
      let name = resultSet.getString(resultSet.getColumnIndex('Name'));
      let age = resultSet.getInt(resultSet.getColumnIndex('Age'));
      let comments = resultSet.getString(resultSet.getColumnIndex('Comments'));
      console.log(`Synced Data: Name=${name}, Age=${age}, Comments=${comments}`);
    }
  });
});

裝置B透過訂閱資料變化事件 dataChange，能夠及時感知其他裝置的資料更新，並將同步的資料展示出來。

3. 結合資料安全標籤與裝置安全等級，構建安全的資料同步機制

為了確保同步資料的安全性，HarmonyOS允許我們結合資料安全標籤和裝置安全等級來控制資料訪問許可權。

步驟五：配置安全標籤

在建立資料庫時，我們可以根據業務需求設定安全標籤，確保資料僅在符合安全等級的裝置之間同步：

const STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
  name: 'FormSync.db',
  securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S2, // 設定為更高的S2安全等級
};

relationalStore.getRdbStore(this.context, STORE_CONFIG, (err: BusinessError, store: relationalStore.RdbStore) => {
  if (err) {
    console.error(`Failed to create RdbStore: ${err.message}`);
    return;
  }

  console.log('Database created with S2 security level.');
});

這樣，S2 安全級別的資料庫將確保資料只能在符合該安全等級的裝置之間同步。例如，低安全等級的裝置將無法訪問此資料。

步驟六：跨裝置同步時的訪問控制

HarmonyOS提供了一套訪問控制機制，確保資料同步僅發生在符合安全標準的裝置間。透過檢查裝置的安全等級，我們可以決定是否允許資料同步。

let deviceId = getTargetDeviceId();
let deviceSecurityLevel = getDeviceSecurityLevel(deviceId);

if (deviceSecurityLevel >= relationalStore.SecurityLevel.S2) {
  store.sync(relationalStore.SyncMode.SYNC_MODE_PUSH, predicates, (err, result) => {
    if (err) {
      console.error(`Failed to sync data: ${err.message}`);
      return;
    }

    console.log('Data synced to secure devices.');
  });
} else {
  console.error('Target device does not meet the security requirements.');
}

此程式碼段展示瞭如何檢查目標裝置的安全等級，確保資料同步只發生在符合安全要求的裝置之間。

總結

透過本文的實戰演示，我們構建了一個基於方舟資料管理和分散式資料庫的高效資料同步架構。關鍵步驟包括：

  1. 建立分散式資料庫和分散式表，支援多裝置資料同步。
  2. 實現資料的實時同步，確保不同裝置間的資料一致性。
  3. 結合資料安全標籤與裝置安全等級，構建安全的資料同步機制。

透過這些技術，我們不僅可以輕鬆實現跨裝置的資料同步，還能確保資料安全性，適用於多終端的應用場景。在HarmonyOS的生態下，方舟資料管理和分散式資料庫提供了強大的功能支援，讓我們開發者能夠更加靈活地構建高效、可靠的多裝置資料共享系統。

PS：感謝觀看，祝大家1024程式設計師快樂吖~

相關文章