分布式数据对象的产生背景、原理及开发案例

原标题：分布式数据对象：超级终端的"全局变量"

在3月底发布的OpenHarmony v3.1 Release版本中，新增了分布式数据对象特性。什么是分布式数据对象呢？本期就让我们一起来了解一下。

一、背景介绍

OpenHarmony作为分布式操作系统，支持运行在不同的终端设备上。这些终端设备通过跨端迁移和多端协同等，可以为用户提供丰富、流畅的全场景体验。在这种分布式场景下，不同设备之间需要进行数据互通来实现设备间的配合。

下面先看两个分布式场景的示例：

示例1：可触屏和TV的协作

在TV/PAD上观看视频时，在可触屏设备上控制TV/PAD上的播放状态、进度、音量和速度等，实现多端控制。

图1 多端控制，解放设备限制

示例2：词典笔同步翻译

使用词典笔扫描书本内容，在手机/PAD上同步展示翻译结果、内容链接、词典、例句和音标等。

图2 同步翻译，学习不限小屏

要实现上面两个示例的功能，首先必须实现设备之间的数据同步。传统方式下，设备之间的数据同步，需要开发者完成消息处理逻辑，包括：建立通信链接、消息收发处理、错误重试、数据冲突解决等操作，工作量非常大。而且设备越多，调试复杂度将呈指数增长。是否有更简单的实现方式？经过分析，我们发现，示例中的播放状态、进度、音量和速度等其实都是变量。如果这些变量支持“全局”访问，那么开发者跨设备访问这些变量就能像操作本地变量一样，数据就能够自动高效、便捷地实现多端同步了。

为此，本次OpenHarmony v3.1 Release版本新增了分布式数据对象特性。分布式数据对象为开发者在分布式应用场景下提供简单易用的JS接口，轻松实现多设备间同应用的数据协同，同时设备间可以监听对象的状态和数据变更。与传统方式相比，分布式数据对象大大减少了开发者的工作量。

（为方便描述，后文中“分布式数据对象”也简称为“对象”。）

二、原理解析

这么简单高效的分布式数据对象技术具体如何实现的呢？让我们来一一解析~

1. 对象的数据同步

分布式数据对象，最重要的功能就是对象之间的数据同步。可信组网内的设备可以在本地创建分布式数据对象，并设置sessionID。不同设备上的分布式数据对象，通过设置相同的sessionID，建立对象之间的同步关系。

如图3所示，设备A和设备B上的“分布式数据对象1”，其sessionID均为session1，这两个对象建立了session1的同步关系。

图3 对象的同步关系

一个同步关系中，一个设备只能有一个对象加入。比如图3中，设备A的“分布式数据对象1”已经加入了session1的同步关系，所以，设备A的“分布式数据对象2”就加入失败了。

建立同步关系后，每个session有一份共享对象数据。加入了同一个session的对象，支持以下操作：

（1）读取/修改session中的数据。

（2）监听数据变更，感知其他对象对共享对象数据的修改。

（3）监听状态变更，感知其他对象的加入和离开。

关于分布式数据对象的数据同步，值得注意的是，同步的最小单位是“属性”。比如，图4中对象1包含三个属性：name、age和parents。当其中一个属性变更时，则数据同步时只需同步此变更的属性。

图4 数据视图

2. 对象的生命周期

接下来，我们从生命周期的角度来全面认识一下分布式数据对象。

图5 生命周期

如图5所示，对象包括三种状态：未初始化、本地对象和分布式对象。这三种状态说明如下：

图6 对象的三种状态

根据条件变化，对象在这三种状态之间会来回切换：

最开始，对象处于未初始化状态。实例化之后，对象就从未初始化状态切换到本地对象状态。给对象设置sessionID，收到对端设备对象上线通知后，此时可以跨设备同步数据了，对象就进入了分布式对象状态。

本端或远端设备下线，或者sessionID被清除，那么对象又切回本地对象状态。分布式对象实例和对应的内存数据库都保存在应用程序的进程空间，当应用程序退出后，分布式对象和内存数据库也随之销毁，对象直接进入未初始化状态。

三、开发约束及案例

经过上面的介绍，大家对分布式数据对象已经有了充分的了解了，下面就要介绍开发者们最关心的“怎么用”的问题了。

在使用分布式数据对象之前，我们先说明一下相关的开发约束：

1. 单个应用程序最多只能创建16个分布式数据对象实例。

2. 考虑到性能和用户体验，最多不超过3个设备进行数据协同。

3. 考虑到性能和用户体验，分布式数据对象大小限制在500KB以内。

4. 分布式数据对象的数据同步发生在同一个应用程序下，且同session ID之间。

接下来，我们通过一个简单的开发案例来讲解如何使用分布式数据对象。此案例中，设备A和设备B分别创建一个包含3个属性的对象，这两个对象加入到同一个session，建立同步关系。一个对象的属性变更会自动同步到另一个对象，从而实现 “全局变量”效果。

通过此案例，我们能够掌握分布式数据对象的基本操作，包括：

1. 创建对象

2. 设置sessionID

3. 设置监听对象变更的回调

4. 监听状态变更

代码示例如下：

1. 设备A的JS代码示例：

本期，我们为大家讲解了分布式数据对象的产生背景、原理及开发案例。如果你想体验更详细的分布式数据对象，欢迎加入OpenHarmony开源项目，项目对应分布式数据库仓库地址：

https://gitee.com/openharmony/distributeddatamgr_objectstore

后续仓库还将陆续发出分布式数据对象的sample哦，敬请期待！

　审核编辑：汤梓红