OCCI程序訪問SQL地理數(shù)據(jù)的一般過程研究

摘 要： 結(jié)合Wrapper Facade模式，給出OCCI程序訪問Oracle SpATIal的一般過程，并給出實例。

對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ORDBMS）是面向?qū)ο蠹夹g(shù)與傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的產(chǎn)物。ORDBMS在原來關(guān)系數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上 ,增加了一些新的特性 ,這些特性對查詢優(yōu)化影響很大。查詢處理是ORDBMS的重要組成部分 ,它的性能優(yōu)劣將直接影響到DBMS的性能 。在當(dāng)前眾多的ORDBMS中，越來越多的GIS系統(tǒng)采用Oracle SpaTIal管理地理數(shù)據(jù)。目前訪問Oracle數(shù)據(jù)庫的方式有很多種，而這些方式或因為追求通用性而犧牲效率，或因為不能適應(yīng)地理數(shù)據(jù)類型特點而無法實際采用。

針對上述問題，本文探討了通過設(shè)計OCCI程序訪問Oracle Spatial中地理數(shù)據(jù)的一般過程。由于OCCI程序在代碼級上具有類級封裝，因此具有靈活、高效、代碼簡潔、易于理解和維護(hù)的優(yōu)點。OCCI在引入面向?qū)ο蠓治龊驮O(shè)計技術(shù)后，有利于實現(xiàn)進(jìn)一步封裝，在封裝邊界上限定軟件元素的共生性，產(chǎn)生更健壯、更可靠和更易維護(hù)的軟件模塊。同時，本文采用Wrapper模式向外提供一個簡單一致的界面，降低外部程序?qū)δ軐崿F(xiàn)部分的直接依賴。

1 幾何對象在Oracle Spatial中的表示

ORACLE SPATIAL 是 Oracle 數(shù)據(jù)庫強大的核心特性，包含了用于存儲矢量數(shù)據(jù)類型、柵格數(shù)據(jù)類型和持續(xù)拓?fù)鋽?shù)據(jù)的原生數(shù)據(jù)類型。ORACLE SPATIAL使得我們能夠在一個多用戶環(huán)境中部署地理信息系統(tǒng)（GIS），并且與其它企業(yè)數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合起來，統(tǒng)一部署電子商務(wù)、政務(wù)。有了 ORACLE SPATIAL 之后，即可用標(biāo)準(zhǔn)的 SQL 查詢管理我們的空間數(shù)據(jù)……該方案中，能由上述對象關(guān)系模型所表示的空間對象被存儲在由用戶定義的數(shù)據(jù)表的單個數(shù)據(jù)域列中。該數(shù)據(jù)域的數(shù)據(jù)類型是幾何對象類型SDO_GEOMETRY。對象類型SDO_GEOMETRY的定義如下：

CREATE TYPE sdo_geometry AS OBJECT （

SDO_GTYPE NUMBER,

SDO_SRID NUMBER,

SDO_POINT SDO_POINT_TYPE,

SDO_ELEM_INFO

MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY,

SDO_ORDINATES

MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY）；

其中：SDO_GTYPE描述地理對象的類型，SDO_SRID用以確定所采用的坐標(biāo)系，SDO_ELEM_INFO用以定義對象組成元素的信息。

2 OCCI

OCCI（Oracle C++ Calling Interface）是Oracle公司推出的專為訪問Oracle數(shù)據(jù)庫的API類庫，它為用戶提供了一個底層二次開發(fā)環(huán)境。通過OCCI,用戶可以開發(fā)自己的程序，靈活、高效地訪問Oracle數(shù)據(jù)庫，獲取數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的支持，完成對數(shù)據(jù)的訪問。

2.1 OCCI的優(yōu)勢

OCCI本質(zhì)上是對OCI代碼的類級封裝。因此在繼承了OCI強大功能的基礎(chǔ)上，OCCI在訪問Oracle方面還具有許多新的特性：

（1）封裝了復(fù)雜的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，提供了一致的調(diào)用接口。代碼簡潔有力，程序易于開發(fā)、理解和維護(hù)。

（2）引入面向?qū)ο蟮脑O(shè)計和編程技術(shù)，使編寫的程序更健壯、可靠、可擴(kuò)展、易復(fù)用和易維護(hù)。

（3）由于具有類級封裝，所以有利于在封裝的邊界上限定軟件元素的共生性，使得開發(fā)的程序更健壯、可靠和易維護(hù)。

類級封裝改變了從前的OCI代碼難理解、難維護(hù)的缺點，為更好地解決軟件中的共生性創(chuàng)造了條件。共生性（connascence）是指在一定的環(huán)境下，軟件元素間為適應(yīng)某種變化、保持正確性而需要進(jìn)行的一些變化。但如果采用正確的面向?qū)ο笤O(shè)計方法，可以增強封裝體內(nèi)部的聚合質(zhì)量，降低它們之間的耦合程度，產(chǎn)生封裝邊界內(nèi)共生性最大化、邊界間共生性最小化的較佳設(shè)計效果。這樣產(chǎn)生的軟件模塊具有健壯、可靠、易擴(kuò)展、易復(fù)用和易維護(hù)的特點。

2.2 OCCI應(yīng)用程序生成機(jī)制

第三方應(yīng)用程序通過與OCCI類庫進(jìn)行連接生成OCCI應(yīng)用程序（OCCI Application）。通過獲得Oracle數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)服務(wù)（Oracle Database Server）的支持，OCCI應(yīng)用程序支持所有的SQL數(shù)據(jù)定義、數(shù)據(jù)操縱和事務(wù)處理功能。OCCI應(yīng)用程序生成機(jī)制如圖1所示。

2.3 一般對象訪問流程

OCCI進(jìn)行對象訪問的流程為：（1）采用對象模式初始化程序環(huán)境。（2）取得對象的一個拷貝存到用戶端的緩存中。（3）在該緩存中操縱對象。（4）如對該對象拷貝進(jìn)行了設(shè)置操作，則將該拷貝置為Dirty。（5）如果需要，用修改過的對象拷貝刷新數(shù)據(jù)庫中的永久對象。OCCI的一般對象訪問流程如圖2所示。

3 Wrapper Facade模式封裝OCCI代碼

3.1 Wrapper Facade的意圖和一般結(jié)構(gòu)

Wrapper facade模式的意圖是采用面向?qū)ο箢惖慕涌趯Φ讓雍瘮?shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行封裝，以產(chǎn)生簡潔、健壯、可移植和易復(fù)用的應(yīng)用程序模塊。本文應(yīng)用環(huán)境下，雖然OCCI對OCI進(jìn)行了類級別的封裝，但在具體應(yīng)用程序中，開發(fā)人員仍然要根據(jù)應(yīng)用需要編寫OCCI代碼序列。常見的Wrapper facade pattern的應(yīng)用實例有MFC、ACE以及AWT,它們都封裝了操作系統(tǒng)的C代碼API函數(shù)。

圖3和圖4是該模式一般結(jié)構(gòu)示意圖和動態(tài)結(jié)構(gòu)用UML的類圖和順序圖分別表示的情況。模式中主要的成分有：（1）函數(shù)，封裝了已有的底層函數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)序列，這個序列提供一個內(nèi)聚的功能服務(wù)。（2）包裝界面（Wrapper facade），由包含一個或多個類的集合構(gòu)成。這些類封裝了上述函數(shù)及其相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過類中的方法來組織上述函數(shù)。用戶通過對包裝界面類的方法調(diào)用進(jìn)而獲得對底層代碼序列的調(diào)用。