一、引言

Internet網是目前全球最大的計算機通信網，它遍及全球幾乎所有的國家和地區。WWW系統是一個大型的分布式超媒體信息數據庫，它極大地推動了Internet的發展，已經成為Internet中最流行、最主要的信息服務方式。它能夠把各種類型的信息資源，如靜態圖象、文本、數據、視頻和音頻有機地結合起來，使用戶能夠在Internet上瀏覽、查詢和共享建立在WWW服務器所有站點上的超媒體信息。目前Web技術與數據庫管理系統（DBMS）相互融合領域的研究已成為熱點方向之一，數據庫廠家和WEB公司也紛紛推出各自的產品和中間件支持Web技術和DBMS的融合，將兩者取長補短，發揮各自的優勢，使用戶可以在Web瀏覽器上方便地檢索數據庫的內容。所謂Web數據庫管理系統是指基于Web模式的DBMS的信息服務，充分發揮DBMS高效的數據存儲和管理能力，以Web這種瀏覽器/服務器（B/S）模式為平臺，將客戶端融入統一的Web瀏覽器，為Internet用戶提供使用簡便、內容豐富的服務。Web數據庫管理系統必將成為Internet和Intranet提供的核心服務，為Internet上的電子商務提供技術支持。

二、通過WWW訪問數據庫的優點

數據庫應用的一個重要方面就是對數據的訪問，但是許多數據庫系統目前提供的訪問方式，或是一個字符方式的查詢界面，或是通過編程方式實現，無論哪種方式都較難使用，近年來發展的一些RAD（Rapid Application development）工具，如VB、Delphi、PowerBuilder等可以方便地開發一些圖形界面的訪問數據庫軟件，但是這樣的開發工具需要使用者具有編程技術，并且開發的程序不能跨平臺運行。而且用RAD工具開發的軟件，隨用戶需求的改變，可能需要增添新的功能或在界面上做一些改動。如果開發的軟件使用范圍比較廣泛的話，那么軟件的更新將是一項很大的工作。而Internet技術的發展，則使上述問題有了解決的辦法，如果建立了WWW服務器，就可以通過WWW服務器實現對數據庫的訪問，上面提到的問題也就都可以解決了。

與傳統方式相比，通過WWW訪問數據庫的優點在于：

1．借用現成的瀏覽器軟件，無需開發數據庫前端：如果能夠通過WWW來訪問數據庫，我們就不需要開發客戶端的程序，使用的數據庫應用都可以通過瀏覽器來實現，界面統一，也減少了批培訓費用，能使廣大用戶很方便地訪問數據庫信息。

2．標準統一，開發過程簡單：HTM L是WWW信息地組織方式，是一種國際標準，使用的WWW服務器與 榔骶�遵循这个标准。使用HTML標準，開發者甚至只需學習HTML一種語言，使用者只需學習一種界面--瀏覽器界面。

3．交叉平臺支持：幾乎在各種操作系統上都有現成的瀏覽器可供使用，為一個WWW服務器書寫的HTML文檔，可以被所有平臺的瀏覽器所瀏覽，實現了跨平臺操作。

三、傳統的Web數據庫系統體系結構

傳統的Web數據庫系統如圖1所示。一般實現Web數據庫系統的連接和應用可采取兩種方法，一種是在Web服務器端提供中間件來連接Web服務器和數據庫服務器，另一種是把應用程序下載到客戶端并在客戶端直接訪問數據庫。中間件負責管理Web服務器和數據庫服務器之間的通信并提供應用程序服務，它能夠直接調用外部程序或腳本代碼來訪問數據庫，因此可以提供與數據庫相關的動態HTML頁面，或執行用戶查詢，并將查詢結果格式化成HTML頁面。通過Web服務器返回給Web瀏覽器。最基本的中間件技術有通過網關接口CGI和應用程序接口API兩種。


（一）、基于通用網關接口CGI

CGI是WWW服務器運行時外部程序的規范，按照CGI編寫的程序可以擴展服務器的功能，完成服務器本身不能完成的工作，外部程序執行時間可以生成HTML文檔，并將文檔返回WWW服務器。CGI應用程序能夠與瀏覽器進行交互作用，還可以通過數據庫的API與數據庫服務器等外部數據源進行通信，如一個CGI程序可以從數據庫服務器中獲取數據，然后格式化為HTML文檔后發送給瀏覽器，也可以將從瀏覽器獲得的數據放到數據庫中。幾乎使用的服務器軟件都支持CGI，開發人員可以使用任何一種WWW服務器內置語言編寫CGI，其中包括流行的C、C++、VB和Delphi等。

從體系結構上來看，用戶通過Web瀏覽器輸入查詢信息，瀏覽器通過HTTP協議向Web服務器發出帶有查詢信息的請求，Web服務器按照CGI協議激活外部CGI程序，由該程序向DBMS發出SQL請求并將結果轉化為HTML后返回給Web服務器。再由Web服務器返回給Web瀏覽器。這種結構體現了客戶/服務器方式的三層模型，其中Web服務器和CGI程序實際起到了HTML和SQL轉換的網關的作用。CGI的典型操作過程是：分析CGI數據；打開與DBMS的連接；發送SQL請求并得到結果；將結果轉化為HTML；關閉DBMS的連接；將HTML結果返回給Web服務器。

基于Web的數據庫訪問利用已有的信息資源和服務器。其訪問頻率大，尤其是熱點數據。但其主要的缺點是：①客戶端與后端數據庫服務器通信必須通過Web服務器，且Web服務器要進行數據與HTML文檔的互相轉換，當多個用戶同時發出請求時，必然在Web服務器形成信息和發布瓶頸。②CGI應用程序每次運行都需打開和關閉數據庫連接，效率低，操作費時；③CGI應用程序不能由多個客戶機請求共享，即使新請求到來時CGI程序正在運行，也會啟動另一個CGI應用程序，隨著并行請求的數量增加，服務器上將生成越來越多的進程。為每個請求都生成進程既費時又需要大量內存，影響了資源的使用效率，導致性能降低并增加等待時間；④由于SQL與HTML差異很大，CGI程序中的轉換代碼編寫繁瑣，維護困難；⑤安全性差，缺少用戶訪問控制，對數據庫難以設置安全訪問權限；⑥HTTP協議是無狀態且沒有常連接的協議，DBMS事務的提交與否無法得到驗證，不能構造Web上的OLTP應用。

（二）、基于服務器擴展的API

為了克服CGI的局限性，出現的另一種中間件解決方案是基于服務器擴展API的結構。與CGI相比，API應用程序與Web服務器結合得更加緊密，占用的系統資源也少得多，而運行效率卻大大提高，同時還提供更好的保護和安全性。

服務器API一般作為一個DLL提供，是駐留在WWW服務器中的程序代碼，其擴展WWW服務器的功能與CGI相同。WWW開發人員不僅可以API解決CGI可以解決的一切問題，而且能夠進一步解決基于不同WWW應用程序的特殊請求。各種API與其相應的WWW服務器緊密結合，其初始開發目標服務器的運行性能進一步發掘、提高。用API開發的程序比用CGI開發的程序在性能上提高了很多，但開發API程序比開發CGI程序要復雜得多。API應用程序需要一些編程方面的專門知識，如多線程、進程同步、直接協議編程以及錯誤處理等。目前主要的WWW API有Microsoft公司的ISAPI、Netscape公司的NSAPI和OReily公司的WSAPI等。使用ISPAI開發的程序性能要優于用CGI開發的程序，這主要是因為ISAPI應用程序是一些與WWW服務器軟件處于同一地址空間的DLL，因此所有的HTTP服務器進程能夠直接利用各種資源這顯然比調用不在同一地址空間的CGI程序語句要占用更少的系統時間。而NSAPI同ISAPI一樣，給WWW開發人員定制了Netscape WWW服務器基本服務的功能。開發人員利用NSAPI可以開發與WWW服務器的接口，以及與數據庫服務器等外部資源的接口。

雖然基于服務器擴展API的結構可以方便、靈活地實現各種功能，連接所有支持32位ODBC的數據庫系統，但這種結構的缺陷也是明顯的：①各種API之間兼容性很差，缺乏統一的標準來管理這些接口； ②開發API應用程序也要比開發CGI應用復雜得多； ③這些API只能工作在專用Web服務器和操作系統上。

（三）、基于JDBC的Web數據庫技術

Java的推出，使WWW頁面有了活力和動感。Internet用戶可以從WWW服務器上下載Java小程序到本地瀏覽器運行。這些下載的小程序就像本地程序一樣，可獨立地訪問本地和其他服務器資源。而最初的Java語言并沒有數據庫訪問的功能，隨著應用的深入，要求Java提供數據庫訪問功能的呼聲越來越高。為了防止出現對Java在數據庫訪問方面各不相同的擴展，JavaSoft公司指定了JDBC，作為Java語言的數據庫訪問API。

采用JDBC技術，在Java Applet中訪問數據庫的優點在于：直接訪問數據庫，不再需要Web數據庫的介入，從而避開了CGI方法的一些局限性；用戶訪問控制可以由數據庫服務器本地的安全機制來解決，提高了安全性；JDBC是支持基本SQL功能的一個通用低層的應用程序接口，在不同的數據庫功能的層次上提供了一個統一的用戶界面，為跨平臺跨數據庫系統進行直接的Web訪問提供了方案。從而克服了API方法一些缺陷；同時，可以方便地實現與用戶地交互，提供豐富的圖形功能和聲音、視頻等多媒體信息功能。

JDBC是用于執行SQL語句的Java應用程序接口API，由Java語言編寫的類和接口組成。Java是一種面向對象、多線程與平臺無關的編程語言，具有極強的可移植性、安全性和強健性。JDBC是一種規范，能為開發者提供標準的數據庫訪問類和接口，能夠方便地向任何關系數據庫發送SQL語句，同時JDBC是一個支持基本SQL功能的低層應用程序接口，但實際上也支持高層的數據庫訪問工具及API。所有這些工作都建立在X/Open SQL CLI基礎上。JDBC的主要任務是定義一個自然的Java接口來與X/Open CLI中定義的抽象層和概念連接。JDBC的兩種主要接口分別面向應用程序的開發人員的JDBC API和面向驅動程序低層的JDBC Driver API。JDBC完成的工作是：建立與數據庫的連接；發送SQL語句；返回數據結果給Web瀏覽器。

基于JDBC的Web數據庫結構其缺陷在于：只能進行簡單的數據庫查詢等操作，還不能進行OLTP；安全性、緩沖機制和連接管理仍不完善；SUN承諾的完全跨[平臺跨數據庫系統的功能和標準遠未實現。

四、幾種Web數據庫連接方式的比較

對CGI、API和JDBC三種訪問數據庫的技術可以從不同的側面進行比較。如下表所示：

	CGI	API	JDBC
編程復雜性	復雜	復雜	中等
對程序員的要求	高	高	中等
開發時間	長	長	中等
可移植性	較好	差	好
CPU的負載	高	較低	較低

如何將Web技術和DBMS相結合，研究和開發出具有OLTP功能的動態Web數據庫系統已經成為目前的Internet和數據庫技術熱點研究領域的交叉點。傳統的Web數據庫系統都有著自己不同的缺點，唯有充分利用基于組件和分布式對象技術的優勢將Web技術和DBMS緊密結合，開發出具有擴展性強、易于維護、效率高的特點，同時提供跨平臺的操作性和能訪問異構數據庫系統的支持的Web連接體系結構及技術，才能真正實現Web數據庫的靈活方便應用。