HarmonyOS Next方舟数据管理与分布式数据库实战：构建高效同步架构

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本文旨在深入探讨华为鸿蒙HarmonyOS Next系统（截止目前API12）的技术细节，基于实际开发实践进行总结。主要作为技术分享与交流载体，难免错漏，欢迎各位同仁提出宝贵意见和问题，以便共同进步。本文为原创内容，任何形式的转载必须注明出处及原作者。

概述

随着设备间协同办公和多终端互动需求的日益增长，构建高效的分布式数据同步架构显得尤为重要。HarmonyOS的方舟数据管理（ArkData）与分布式数据库支持，提供了强大的数据同步功能，能够轻松实现多设备间的数据一致性和安全性。本文将通过实际项目展示如何使用这些技术搭建分布式数据库，确保实时同步和数据安全。

实战场景

我们将开发一个分布式数据同步的表单系统，允许用户在多个设备上录入数据，并保证这些数据在所有设备上保持一致性。同时，我们将探讨如何通过数据安全标签与设备安全等级，构建一个安全的数据同步机制。

1. 如何创建分布式数据库和分布式数据表

HarmonyOS提供了强大的分布式数据库功能，使得开发者可以轻松创建支持多设备数据同步的数据库。我们首先创建一个分布式数据库，并在其中定义需要同步的表单数据。

步骤一：创建分布式数据库

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

const STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
  name: 'FormSync.db',
  securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S1, // 设置数据库安全等级
};

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

  // 创建表
  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.');
    }
  });
});

在上述代码中，我们创建了一个名为 FormSync.db 的数据库，并为其设置了 S1 的安全等级，确保数据库安全。接着，我们创建了一张表 FormData，用于存储用户录入的表单数据。

步骤二：设置分布式表

为了让表单数据在不同设备之间同步，我们需要将 FormData 表设置为分布式表：

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

这样，FormData 表将支持多设备之间的数据同步。

2. 实现数据的实时同步，确保不同设备的数据一致性

分布式数据库的核心功能在于不同设备间的数据同步，确保设备A上录入的数据能实时同步到设备B上。

步骤三：插入和同步数据

当用户在设备A上填写表单并提交数据时，我们将其插入数据库并同步到其他设备：

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

// 插入数据
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.');

  // 同步数据到其他设备
  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.');
  });
});

此代码段展示了如何插入表单数据，并通过调用 sync() 方法将数据推送到其他设备，实现实时数据同步。

步骤四：接收设备B上的同步数据

设备B上可以通过监听数据变化事件，及时获取设备A同步过来的数据：

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}`);
    }
  });
});

设备B通过订阅数据变化事件 dataChange，能够及时感知其他设备的数据更新，并将同步的数据展示出来。

3. 结合数据安全标签与设备安全等级，构建安全的数据同步机制

为了确保同步数据的安全性，HarmonyOS允许我们结合数据安全标签和设备安全等级来控制数据访问权限。

步骤五：配置安全标签

在创建数据库时，我们可以根据业务需求设置安全标签，确保数据仅在符合安全等级的设备之间同步：

const STORE_CONFIG: relationalStore.StoreConfig = {
  name: 'FormSync.db',
  securityLevel: relationalStore.SecurityLevel.S2, // 设置为更高的S2安全等级
};

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.');
});

这样，S2 安全级别的数据库将确保数据只能在符合该安全等级的设备之间同步。例如，低安全等级的设备将无法访问此数据。

步骤六：跨设备同步时的访问控制

HarmonyOS提供了一套访问控制机制，确保数据同步仅发生在符合安全标准的设备间。通过检查设备的安全等级，我们可以决定是否允许数据同步。

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.');
}