Книга: Дефрагментация мозга. Софтостроение изнутри

Когда старая школа молода

Когда старая школа молода

Изменения происходят столь быстро, что приходится записывать в ряды старой школы системы с приложениями на последних версиях автономного Visual Basic 6, безвозвратно растворившегося в бурлящей пучине. NET. Теперь, спустя немногим более десяти лет, когда начинают всплывать проблемы с поддержкой из-за отсутствия специалистов, принимаются решения о переделке систем в новой технологии с минимальными изменениями функциональной полезности или вовсе без оной. Тут-то и могут вскрыться интересные подробности.

В одной крупной электрической компании имелась база данных, собирающая эксплуатационную и прочую информацию за несколько лет от разнообразных датчиков и устройств в распределительной сети национального масштаба. Некоторые параметры отличались очень коротким интервалом замеров – «каждые N секунд». В итоге размер хранилища составляет около 3 терабайт информации за несколько фиксированных лет эксплуатации.

В общем, такой размер не является маленьким и для промышленных СУБД, требуя дополнительных усилий в проектировании, реализации, настройке и поддержке. Но пикантность ситуации состояла в том, что база данных была организована в виде двоичных файлов собственного формата.

Признаюсь, последний раз я видел такой подход в далёком 1994 году, когда мы переводили паспортные столы Санкт-Петербурга с подобных плоских файлов на прогрессивный по тем временам и, что важнее, открытый формат DBF под Clipper и FoxPro для MS-DOS и Novell-серверов. С оговорками перехода от флоппи-нет[115] на каналы удалённой связи, многие паспортные службы долгое время продолжали в этой системе работать, характерные алфавитно-цифровые экраны в DOS-окошке я наблюдал уже в начале 2000-х годов.

В долговременной памяти всплыли воспоминания случаев необходимости ручного декодирования форматов. К великому счастью, программисты системы не занимались тогда «эволюционной» разработкой, а знали область, в которой работают, и добросовестно поддерживали проектную документацию в актуальном состоянии. Кроме возможности прочитать собственно об устройстве системы, все описания форматов двоичных файлов также были на месте. Возникший было тёмный призрак индустриальной археологии растворился в лучах взошедшего солнца.

Поскольку в нашу задачу входило предпроектное обследование, начались интересные опыты с технологиями новыми. Начали с прототипа конвертера, извлекающего данные из старых форматов и распределяющего их по таблицам промышленной СУБД, в качестве которой выступал SQL Server. Логично было бы написать такой прототип на C++ или другом языке с возможностями прямого доступа к памяти на уровне битов, но ввиду планируемой общей разработки исключительно на C# необходимо было оценить соответствующую программу в ипостаси распаковщика байтов.

Быстро выяснилось, что побитовые операции с типами данных разной длины не являются сильным местом языка и платформы в целом. Как, например, задать ushort или вообще любую константу в двоичном виде? Никак. А ushort в шестнадцатеричном? Тоже никак, константа определяется как int, все остальные преобразования надо делать в небезопасном контексте unchecked(). В итоге код достаточно простого алгоритма пестрел вот такими вставками, которые, на минуточку, суть рекомендуемые практики. Нас настигла расплата за автоматическое управление памятью.

Convert.ToUInt32("00110000", 2);

unchecked((ushort) 0xC0);

Вторым пунктом была собственно база данных. На логическом уровне структура для тестируемого случая никаких сложностей не представляла: одна узкая длинная таблица, связанная с несколькими короткими справочниками, практически «звезда», но в режиме постоянного добавления пачек новых записей. Трудность представлял собой уровень физический. Втиснуть число-признак, кодируемое тремя битами, в те же три бита на уровне СУБД стандартные средства не позволят. Минимальный размер – байт. Использовать нестандартные битовые поля в принципе можно, но тогда мы лишимся поддержки ссылочной и прочей целостности, возможности использовать SQL для выборок без переупаковки значений в битовые структуры и фактически будем использовать СУБД в качестве продвинутого аналога файлового хранилища с улучшенными функциями администрирования.

Поскольку целью было упрощение работы с пользовательскими запросами, то лишать их доступа к данным посредством прямого и понятного человеку SQL было решительно невозможно. При использовании минимальных по размеру стандартных типов данных прогнозируемый размер базы данных без учёта дополнительных индексов превысил 6 терабайт, то есть минимум удвоился по сравнению с двоичными файлами. Сжатие данных несколько скрасило ситуацию, полученные 4,5 терабайта выглядели уже неплохо. За всё надо платить, в том числе за стандартность доступа и представления данных.

Третьим пунктом была загрузка данных из C#-приложения в базу данных. Поскольку интенсивность вставки из прибывающих от датчиков текстовых файлов составляла почти 400 тысяч записей каждые 10 минут, то, разумеется, приложение должно было справляться с этой задачей за меньшее время. Оптимальной, как и следовало ожидать, оказалась пакетная загрузка, игнорирующая ограничения целостности РСУБД. Такова обычная цена компромисса.

Что имеем по итогам более чем 10-летнего развития технологий? Появилась возможность стандартизировать хранение и доступ к большому массиву данных, используя вполне обычное серверное оборудование корпоративного класса и 64-разрядную промышленную СУБД. Возникла необходимость переделывать программное обеспечение из-за утраты поддержки среды разработки поставщиком и соответствующих компетенций на рынке труда.

Но я совсем не уверен, что ещё через 10 лет новые подрядчики, вынужденные в очередной раз переписывать систему, найдут документацию в том же полном виде, в котором нашли её мы. Если вообще найдут хоть что-то, кроме кода, остатков презентаций и наших отчётов.

Оглавление книги