11月第2周系統(tǒng)升級錄：歷史悠久的嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-Berkeley DB

作者：張浩 2010-11-12 17:04:46

在本期的系統(tǒng)升級錄中將向大家介紹一個歷史悠久的嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——Berkeley DB。主要應(yīng)用在UNIX/LINUX操作系統(tǒng)上，其設(shè)計(jì)思想是簡單、小巧、可靠、高性能。在系統(tǒng)服務(wù)方面，MySQL與Firebird幾款數(shù)據(jù)庫相繼更新。本周值得注意的是紅帽企業(yè)級Linux RHEL 6發(fā)布，作為一款老牌的企業(yè)級Linux發(fā)行版來說本次更新一共增添了1800個新特性，解決了14000多個bug，作為一個企業(yè)管理員需要引起重視。

本周值得注意的是紅帽企業(yè)級Linux RHEL 6發(fā)布，作為一款老牌的企業(yè)級Linux發(fā)行版來說本次更新一共增添了1800個新特性，解決了14000多個bug，作為一個企業(yè)管理員需要引起重視。在桌面端，F(xiàn)irefox 4.0推出了Beta 7，KDE SC 也在本周更新到了4.5.3。

下面向大家介紹的是具有悠久歷史的嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)——Berkeley DB。在本周Java版本的Berkeley DB更新到 4.1.6。

Berkeley DB

UNIX/LINUX平臺下的數(shù)據(jù)庫種類非常多。通常，我們在設(shè)計(jì)UNIX/LINUX平臺下的應(yīng)用軟件時，如果數(shù)據(jù)種類繁多,數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間關(guān)系比較復(fù)雜，就會選用一些大型的企業(yè)級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，如DB2，ORACLE、SYBASE等，如果軟件規(guī)模不大，就傾向選用如MYSQL、POSTGRESQL等中小型數(shù)據(jù)庫。例如使用PHP/PERL + MYSQL/POSTGRESQL設(shè)計(jì)網(wǎng)站基本上是一個很常規(guī)的做法。但是，當(dāng)應(yīng)用軟件管理的數(shù)據(jù)類型較少（特別注意：這并不是說需要管理的數(shù)據(jù)量小），數(shù)據(jù)管理本身不復(fù)雜，且對數(shù)據(jù)操作要求高效率，則由大名鼎鼎的Berkeley（美國加州大學(xué)伯克利分校）開發(fā)的 Berkeley DB可能是一個很明智的選擇。

DB綜述

DB最初開發(fā)的目的是以新的HASH訪問算法來代替舊的hsearch函數(shù)和大量的dbm實(shí)現(xiàn)（如AT&T的dbm，Berkeley的ndbm，GNU項(xiàng)目的gdbm）,DB的第一個發(fā)行版在1991年出現(xiàn)，當(dāng)時還包含了B+樹數(shù)據(jù)訪問算法。在1992年，BSD UNIX第4.4發(fā)行版中包含了DB1.85版。基本上認(rèn)為這是DB的第一個正式版。在1996年中期，Sleepycat軟件公司成立，提供對DB的商業(yè)支持。在這以后，DB得到了廣泛的應(yīng)用。

DB支持幾乎所有的現(xiàn)代操作系統(tǒng)，如LINUX、UNIX、WINDOWS等，也提供了豐富的應(yīng)用程序接口，支持C、C++、JAVA、PERL、TCL、PYTHON、PHP等。DB的應(yīng)用十分廣泛，在很多知名的軟件中都能看到其身影。例如參考資料2中作者談到利用DB在LINUX下實(shí)現(xiàn)內(nèi)核級文件系統(tǒng)；參考資料3中通過實(shí)際測試數(shù)據(jù)說明DB提高了OPENLDAP的效率。LINUX下的軟件包管理器RPM也使用DB管理軟件包相關(guān)數(shù)據(jù)，可以使用命令file查看RPM數(shù)據(jù)目錄/var/lib/rpm下的文件,則有形式如下的輸出：

Dirnames: Berkeley DB (Btree, version 9, native byte-order)
Filemd5s: Berkeley DB (Hash, version 8, native byte-order)

值得注意的是DB是嵌入式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而不是常見的關(guān)系/對象型數(shù)據(jù)庫，對SQL語言不支持，也不提供數(shù)據(jù)庫常見的高級功能，如存儲過程，觸發(fā)器等。

DB的設(shè)計(jì)思想

DB的設(shè)計(jì)思想是簡單、小巧、可靠、高性能。如果說一些主流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是大而全的話，那么DB就可稱為小而精。DB提供了一系列應(yīng)用程序接口（API），調(diào)用本身很簡單，應(yīng)用程序和DB所提供的庫在一起編譯成為可執(zhí)行程序。這種方式從兩方面極大提高了DB的效率。

第一：DB庫和應(yīng)用程序運(yùn)行在同一個地址空間，沒有客戶端程序和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器之間昂貴的網(wǎng)絡(luò)通訊開銷，也沒有本地主機(jī)進(jìn)程之間的通訊；

第二：不需要對SQL代碼解碼，對數(shù)據(jù)的訪問直截了當(dāng)。

DB對需要管理的數(shù)據(jù)看法很簡單，DB數(shù)據(jù)庫包含若干條記錄，每一個記錄由關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)（KEY/VALUE）構(gòu)成。數(shù)據(jù)可以是簡單的數(shù)據(jù)類型，也可以是復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，例如C語言中結(jié)構(gòu)。DB對數(shù)據(jù)類型不做任何解釋, 完全由程序員自行處理，典型的C語言指針的"自由"風(fēng)格。如果把記錄看成一個有n個字段的表，那么第1個字段為表的主鍵，第2--n個字段對應(yīng)了其它數(shù)據(jù)。DB應(yīng)用程序通常使用多個DB數(shù)據(jù)庫，從某種意義上看，也就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的多個表。DB庫非常緊湊，不超過500K，但可以管理大至256T的數(shù)據(jù)量。

DB的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了UNIX的基于工具的哲學(xué)，即若干簡單工具的組合可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能。DB的每一個基礎(chǔ)功能模塊都被設(shè)計(jì)為獨(dú)立的,也即意味著其使用領(lǐng)域并不局限于DB本身。例如加鎖子系統(tǒng)可以用于非DB應(yīng)用程序的通用操作，內(nèi)存共享緩沖池子系統(tǒng)可以用于在內(nèi)存中基于頁面的文件緩沖。

DB核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫句柄結(jié)構(gòu)DB：包含了若干描述數(shù)據(jù)庫屬性的參數(shù)，如數(shù)據(jù)庫訪問方法類型、邏輯頁面大小、數(shù)據(jù)庫名稱等；同時，DB結(jié)構(gòu)中包含了大量的數(shù)據(jù)庫處理函數(shù)指針，大多數(shù)形式為（dosomething）(DB , arg1, arg2, …)。其中最重要的有open,close,put,get等函數(shù)。

數(shù)據(jù)庫記錄結(jié)構(gòu)DBT：DB中的記錄由關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)構(gòu)成，關(guān)鍵字和數(shù)據(jù)都用結(jié)構(gòu)DBT表示。實(shí)際上完全可以把關(guān)鍵字看成特殊的數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)中最重要的兩個字段是 void data和u_int32_t size，分別對應(yīng)數(shù)據(jù)本身和數(shù)據(jù)的長度。

數(shù)據(jù)庫游標(biāo)結(jié)構(gòu)DBC：游標(biāo)（cursor）是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中常見概念，其本質(zhì)上就是一個關(guān)于特定記錄的遍歷器。注意到DB支持多重記錄（duplicate records），即多條記錄有相同關(guān)鍵字，在對多重記錄的處理中，使用游標(biāo)是最容易的方式。

數(shù)據(jù)庫環(huán)境句柄結(jié)構(gòu)DB_ENV：環(huán)境在DB中屬于高級特性，本質(zhì)上看，環(huán)境是多個數(shù)據(jù)庫的包裝器。當(dāng)一個或多個數(shù)據(jù)庫在環(huán)境中打開后，環(huán)境可以為這些數(shù)據(jù)庫提供多種子系統(tǒng)服務(wù)，例如多線/進(jìn)程處理支持、事務(wù)處理支持、高性能支持、日志恢復(fù)支持等。

DB中核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在使用前都要初始化，隨后可以調(diào)用結(jié)構(gòu)中的函數(shù)（指針）完成各種操作，最后必須關(guān)閉數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。從設(shè)計(jì)思想的層面上看，這種設(shè)計(jì)方法是利用面向過程語言實(shí)現(xiàn)面對對象編程的一個典范。

DB數(shù)據(jù)訪問算法

在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中,數(shù)據(jù)訪問算法對應(yīng)了數(shù)據(jù)在硬盤上的存儲格式和操作方法。在編寫應(yīng)用程序時，選擇合適的算法可能會在運(yùn)算速度上提高1個甚至多個數(shù)量級。大多數(shù)數(shù)據(jù)庫都選用B+樹算法，DB也不例外，同時還支持HASH算法、Recno算法和Queue算法。接下來，我們將討論這些算法的特點(diǎn)以及如何根據(jù)需要存儲數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

B+樹算法：B+樹是一個平衡樹，關(guān)鍵字有序存儲，并且其結(jié)構(gòu)能隨數(shù)據(jù)的插入和刪除進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。為了代碼的簡單，DB沒有實(shí)現(xiàn)對關(guān)鍵字的前綴碼壓縮。B+樹支持對數(shù)據(jù)查詢、插入、刪除的常數(shù)級速度。關(guān)鍵字可以為任意的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

HASH算法：DB中實(shí)際使用的是擴(kuò)展線性HASH算法（extended linear hashing），可以根據(jù)HASH表的增長進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。關(guān)鍵字可以為任意的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

Recno算法：要求每一個記錄都有一個邏輯紀(jì)錄號，邏輯紀(jì)錄號由算法本身生成。實(shí)際上，這和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中邏輯主鍵通常定義為int AUTO型是同一個概念。Recho建立在B+樹算法之上，提供了一個存儲有序數(shù)據(jù)的接口。記錄的長度可以為定長或不定長。

Queue算法：和Recno方式接近, 只不過記錄的長度為定長。數(shù)據(jù)以定長記錄方式存儲在隊(duì)列中，插入操作把記錄插入到隊(duì)列的尾部，相比之下插入速度是最快的。

對算法的選擇首先要看關(guān)鍵字的類型，如果為復(fù)雜類型，則只能選擇B+樹或HASH算法，如果關(guān)鍵字為邏輯記錄號，則應(yīng)該選擇Recno或Queue算法。當(dāng)工作集關(guān)鍵字有序時，B+樹算法比較合適；如果工作集比較大且基本上關(guān)鍵字為隨機(jī)分布時，選擇HASH算法。Queue算法只能存儲定長的記錄，在高的并發(fā)處理情況下，Queue算法效率較高；如果是其它情況，則選擇Recno算法，Recno算法把數(shù)據(jù)存儲為平面文件格式。

本周，Java 版的 Berkeley DB 4.1.6進(jìn)行了更新。此版本下載地址：http://www.oracle.com/technetwork/database/berkeleydb/downloads/index.html

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數(shù)據(jù)庫與服務(wù)器的更新

MySQL Connector/ODBC 5.1.8

MySQL Connector/ODBC 是 MySQL 數(shù)據(jù)庫官方提供的 ODBC 驅(qū)動程序，支持跨平臺。

該版本修復(fù)了不少的bug，另外一個不知什么原因的改動，那就是從該版本開始不再提供 chm 和 hlp 格式的幫助文檔。

MySQL Connector/ODBC 5.1.8下載地址：http://dev.mysql.com/downloads/connector/odbc/5.1.html

Firebird 2.5

Firebird是一個跨平臺的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，目前能夠運(yùn)行在Windows、linux和各種Unix操作系統(tǒng)上，提供了大部分SQL-99標(biāo)準(zhǔn)的功能。它既能作為多用戶環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運(yùn)行，也提供嵌入式數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)。

Firebird 2.5 主要是對底層進(jìn)行全面改造，引入一個新的線程架構(gòu)，大大提升了性能。

Firebird 2.5下載地址：http://www.firebirdsql.org/index.php?op=files

ImpressCMS 1.2.3 RC2

ImpressCMS是一個數(shù)據(jù)庫(MySQL)驅(qū)動,模塊化的內(nèi)容管理系統(tǒng).網(wǎng)站內(nèi)容由各自獨(dú)立的內(nèi)容模塊/Web應(yīng)用進(jìn)行管理.可以按照自己的需求來安裝相應(yīng)的模塊,當(dāng)前可用的模塊包括:新聞發(fā)布,論壇,相冊和其它非常多的第三方模塊供選擇.

該版本最重要的改進(jìn)就是核心模塊和庫完全兼容 PHP 5.3

ImpressCMS 1.2.3 RC2下載地址：http://sourceforge.net/projects/impresscms/files/

Hiawatha 7.4

Hiawatha 是一個Linux/UNIX下安全的Web服務(wù)器，其設(shè)計(jì)的最主要的目的就是安全，當(dāng)然它也是快速的而且易于配置。

該版本修復(fù)了兩個重要的bug，其中一個是 HideProxy 相關(guān)的，另外一個是 XSLT 模塊的內(nèi)存泄漏問題，沒有引入新功能。

Hiawatha 7.4下載地址：http://www.hiawatha-webserver.org/download

OpenNMS 1.8.6

OpenNMS是一個企業(yè)級基于Java/XML的分布式網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)監(jiān)控管理平臺。OpenNMS是你管理網(wǎng)絡(luò)的絕好工具，它能夠顯示你網(wǎng)絡(luò)中各中終端和服務(wù)器的狀態(tài)和配置，為你方便地管理網(wǎng)絡(luò)提供有效的信息。

OpenNMS 1.8.6下載地址：http://www.opennms.org/wiki/New_and_Noteworthy

Cherokee 1.0.9

Cherokee 號稱是目前最快的 Web 服務(wù)器軟件，在性能上，甚至比 Nginx 還略勝一籌。

Cherokee 的功能包括支持 FastCGI、SCGI、PHP、CGI、TLS 及 SSL 加密連接，虛擬主機(jī)，授權(quán)認(rèn)證，實(shí)時編碼，載入均衡，與 Apache 兼容的 log 文件等等。

該版本帶來了很多新功能和改進(jìn)，可針對每條規(guī)則定義不同的緩存策略和獨(dú)立的header；重定向錯誤處理可接受一個 default 參數(shù)；支持復(fù)雜的虛擬主機(jī)匹配規(guī)則，包括每個IP一個虛擬主機(jī)的 SSL/TLS 方案；反向代理支持 SVN和 WebDAV連接；增加一個選項(xiàng)用來禁用管理接口的SSLv2。

強(qiáng)烈建議升級！！！

Cherokee 1.0.9下載地址：http://www.cherokee-project.com/downloads.html

Djigzo 1.4.1

Djigzo是一個用來對傳入的郵件進(jìn)行解密以及傳出的郵件進(jìn)行加密的郵件服務(wù)器(MTA)。Djigzo作為一般的SMTP郵件服務(wù)器，它可以與任何現(xiàn)有電子郵件基礎(chǔ)設(shè)施一起使用，輕松地放在現(xiàn)有的電子郵件服務(wù)器之前或之后。 Djigzo通常安裝為“存儲和轉(zhuǎn)發(fā)”服務(wù)器。電郵因此只能暫時儲存到它轉(zhuǎn)交給它的最終目的地。 Djigzo目前支持兩種加密標(biāo)準(zhǔn)：的S/MIME和PDF加密。

Djigzo 1.4.1下載地址：http://www.djigzo.com/downloads.html

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Linux發(fā)行版的更新

紅帽企業(yè) Linux 6.0

新版帶來了一個完全重寫的進(jìn)程調(diào)度器和一個全新的多處理器鎖定機(jī)制，并利用NVIDIA圖形處理器的優(yōu)勢對GNOME和KDE做了重大升級，新的系統(tǒng)安全服務(wù)守護(hù)程序（SSSD）功能允許集中身份管理，而SELinux的沙盒功能允許管理員更好地處理不受信任的內(nèi)容。

RHEL 6內(nèi)置的新組件有GCC 4.4（包括向下兼容RHEL 4和5組件）、OpenJDK 6、Tomcat 6、Ruby 1.8.7和Rails 3、PHP 5.3.2與Perl 5.10.1，數(shù)據(jù)庫前端有PostgreSQL 8.4.4, MySQL 5.1.47和SQLite 3.6.20。

發(fā)行說明：http://www.redhat.com/about/news/prarchive/2010/new-standard.html

試用下載：http://www.redhat.com/wapps/eval/index.html?evaluation_id=1008

版本比較：http://www.redhat.com/rhel/server/compare/

VLOS 2.2 Beta 1

Vidalinux Desktop操作系統(tǒng)是一份強(qiáng)大的、穩(wěn)定的、易用的Linux發(fā)行。其桌面組件基于開源社區(qū)的最出色項(xiàng)目，包括GNOME桌面環(huán)境、 OpenOffice Ximian產(chǎn)品套件、Mozilla瀏覽器、Evolution郵件及日歷客戶端，Gentoo Linux系統(tǒng)及portage包管理器。Vidalinux Desktop操作系統(tǒng)是面向家庭用戶而包含額外多媒體應(yīng)用軟件的最合適的系統(tǒng)，這包括了媒體播放軟件、瀏覽器Flash插件、RealPlayer、 PDF閱讀器、媒體及圖像創(chuàng)作和管理工具。

發(fā)行說明：http://vidalinux.org/component/content/article/1-latest-news/94-vlos-22beta1

VLOS 2.2 Beta 1下載地址：http://os.vidalinux.org/index.php/Download

Salix OS 13.1.2 "Xfce"

Salix OS是基于Slackware的Linux發(fā)行，它簡單、快捷、易于使用，并且與Slackware Linux兼容。Salix OS為桌面應(yīng)用而優(yōu)化，其特性包括每項(xiàng)任務(wù)只裝備一種應(yīng)用程序、用戶軟件倉庫、支持依賴關(guān)系的高級軟件包管理、本地化的系統(tǒng)管理工具及富有新意的美工。

發(fā)行說明：http://www.salixos.org/forum/viewtopic.php?t=1528&p=10601

Salix OS 13.1.2 "Xfce"下載地址：http://www.salixos.org/wiki/index.php?title=Download

IPFire 2.7 Core 41

IPFire是一份Linux發(fā)行，它注重輕松的裝備、方便的操作和高級別的安全。它通過一份直觀的基于網(wǎng)頁的界面來進(jìn)行操作管理，該界面為新手級及老練的系統(tǒng)管理員提供很多直觀的配置選項(xiàng)。IPFire由一群關(guān)注安全及經(jīng)常更新該產(chǎn)品以保持其安全的開發(fā)者來維護(hù)。IPFire帶有一份定制的叫做 Pakfire的包管理器，系統(tǒng)也可以通過各種附件來進(jìn)行擴(kuò)展。

發(fā)行說明：https://www.redhat.com/archives/rhelv5-announce/2010-November/msg00000.html

IPFire 2.7 Core 41下載地址：http://www.ipfire.org/en/download

NetBSD 5.1

NetBSD 是一個免費(fèi)的，具有高度移植性的 UNIX-like 操作系統(tǒng)，可以在許多平臺上執(zhí)行，從 64bit alpha 服務(wù)器到掌上型的設(shè)備。由于簡潔的設(shè)計(jì) 和先進(jìn)的特征，使得它在生產(chǎn)和研究方面，都有卓越的表現(xiàn)，而且它也有受使用者支持的完整的原始碼。許多應(yīng)用程序也是易于移植的。

NetBSD 5.1下載地址：http://www.netbsd.org/releases/

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桌面端應(yīng)用的更新

Firefox 4.0 Beta 7 RC

經(jīng)過一次次的跳票，Mozilla北京時間昨天中午悄然在其FTP服務(wù)器上發(fā)布了Firefox 4.0 Beta 7 RC版，但直到晚上還不允許下載。今天早上起來一看，可以下載了，大家趕緊試試吧，這次應(yīng)該集成了新內(nèi)核。

下載地址：ftp://ftp.mozilla.org/pub/firefox/nightly/4.0b7-candidates/build1/

KDE SC 4.5.3

KDE 社區(qū)不久前發(fā)布了 KDE SC 4.5.3 。這次更新包含了 Plasma Desktop （桌面）和 Netbook workspaces （上網(wǎng)本）兩個平臺的 KDE 桌面環(huán)境，KDE 平臺核心和 KDE 的應(yīng)用軟件在都在這個版本中有所更新。這次更新是 KDE 4.5 系列中第3的次更新，社區(qū)建議正在使用 KDE SC 4.5 或者更老版本的 KDE 用戶升級到此版本，因?yàn)樗拚撕芏嘁呀?jīng)知的bug，并且對各個國家的語言支持也更加完善。

KDE SC 4.5.3下載地址：http://download.kde.org/download.php

Firebug 1.7a5

Firebug是Firefox下的一款開發(fā)類插件，現(xiàn)屬于Firefox的五星級強(qiáng)力推薦插件之一。它集HTML查看和編輯、Javascript控制臺、網(wǎng)絡(luò)狀況監(jiān)視器于一體，是開發(fā)JavaScript、CSS、HTML和 Ajax的得力助手。Firebug如同一把精巧的瑞士軍刀，從各個不同的角度剖析Web頁面內(nèi)部的細(xì)節(jié)層面，給Web開發(fā)者帶來很大的便利。

除了修復(fù)一些bug外，該版本引入兩個新特性：

Firebug 命令行的自動完成
更好兼容 Firefox 4.0

Firebug 1.7a5下載地址：http://getfirebug.com/downloads

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