Fabric 1.0源代码分析(23)LevelDB（KV数据库）
# Fabric 1.0源代码笔记 之 LevelDB（KV数据库）
## 1、LevelDB概述
LevelDB是Google开源的持久化KV单机数据库，具有很高的随机写，顺序读/写性能，但是随机读的性能很一般，也就是说，LevelDB很适合应用在查询较少，而写很多的场景。
LevelDB的特点：
* key和value都是任意长度的字节数组；
* entry（即一条K-V记录）默认是按照key的字典顺序存储的，当然开发者也可以重载这个排序函数；
* 提供的基本操作接口：Put()、Delete()、Get()、Batch()；
* 支持批量操作以原子操作进行；
* 可以创建数据全景的snapshot(快照)，并允许在快照中查找数据；
* 可以通过前向（或后向）迭代器遍历数据（迭代器会隐含的创建一个snapshot）；
* 自动使用Snappy压缩数据；
* 可移植性；
Fabric中使用了goleveldb包，即https://github.com/syndtr/goleveldb/。
goleveldb的基本操作：
* 打开数据库，db, err:=leveldb.OpenFile("./db", nil)。作用就是在当前目录下创建一个db文件夹作为数据库的目录。
* 存储键值，db.Put([]byte("key1"),[]byte("value1"),nil)。作用就是在数据库中存储键值对 key1-value1。leveldb数据库中对键值的操作都是byte格式化的数据。
* 获取键值对，data,_ := db.Get([]byte("key1"),nil)，获取key1对应的值。
* 遍历数据库，iter := db.NewIterator(nil, nil)，for iter.Next(){ fmt.Printf("key=%s,value=%s\n",iter.Key(),iter.Value()) }，iter.Release()。作用就是建立迭代器iter，然后依次遍历数据库中所有的数据并打印键和值，最后释放迭代器iter。
* 关闭数据库，db.Close()。
Fabric中LevelDB代码，分布在common/ledger/util/leveldbhelper目录，目录结构如下：
* leveldb_provider.go，定义了结构体Provider、Provider、UpdateBatch、Iterator及其方法。
* leveldb_helper.go，定义了DB结构体及方法。
## 2、DB结构体及方法
DB结构体定义：对实际数据存储的包装。
```go
type
Conf
struct {
DBPath
string
//路径
}
type
DB
struct {
conf *Conf
//配置
db *leveldb.DB
//leveldb.DB对象
dbState dbState
//type dbState int32
mux sync.Mutex
//锁
readOpts *opt.ReadOptions
writeOptsNoSync *opt.WriteOptions
writeOptsSync *opt.WriteOptions
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_helper.go
```
涉及如下方法：对goleveldb包做了封装。
```go
func CreateDB(conf *Conf) *DB
//创建DB实例
func (dbInst *DB) Open()
//leveldb.OpenFile，创建并打开leveldb数据库（如目录不存在则创建）
func (dbInst *DB) Close()
//db.Close()
func (dbInst *DB) Get(key []
byte) ([]
byte,
error)
//db.Get
func (dbInst *DB) Put(key []
byte, value []
byte, sync
bool)
error
//db.Put
func (dbInst *DB) Delete(key []
byte, sync
bool)
error
//db.Delete
func (dbInst *DB) GetIterator(startKey []
byte, endKey []
byte) iterator.Iterator
//db.NewIterator，创建迭代器
func (dbInst *DB) WriteBatch(batch *leveldb.Batch, sync
bool)
error
//db.Write，批量写入
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_helper.go
```
## 3、DBHandle结构体及方法
DBHandle结构体定义：封装DB，目的为给key添加dbName前缀，添加和拆除前缀通过constructLevelKey(h.dbName, key)和retrieveAppKey()实现。
```go
type
DBHandle
struct {
dbName
string
//DB名称
db *DB
//type DB struct
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
```
涉及如下方法：
```go
func (h *DBHandle) Get(key []
byte) ([]
byte,
error)
//h.db.Get
func (h *DBHandle) Put(key []
byte, value []
byte, sync
bool)
error
//h.db.Put
func (h *DBHandle) Delete(key []
byte, sync
bool)
error
//h.db.Delete
func (h *DBHandle) WriteBatch(batch *UpdateBatch, sync
bool)
error
//h.db.WriteBatch
func (h *DBHandle) GetIterator(startKey []
byte, endKey []
byte) *Iterator
//h.db.GetIterator
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
```
补充UpdateBatch结构体及方法：
```go
type
UpdateBatch
struct {
KVs
map[
string][]
byte
}
func NewUpdateBatch() *UpdateBatch
//构造UpdateBatch
func (batch *UpdateBatch) Put(key []
byte, value []
byte)
//batch.KVs[string(key)] = value
func (batch *UpdateBatch) Delete(key []
byte)
//batch.KVs[string(key)] = nil
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
```
补充Iterator结构体及方法：封装github.com/syndtr/goleveldb/leveldb/iterator。
```go
type
Iterator
struct {
iterator.Iterator
}
func (itr *Iterator) Key() []
byte
//itr.Iterator.Key()拆除dbName
func constructLevelKey(dbName
string, key []
byte) []
byte
//为key添加dbName
func retrieveAppKey(levelKey []
byte) []
byte
//为key拆除dbName
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
```
## 4、Provider结构体及方法
Provider结构体定义：将单个物理LevelDB，虚拟为多个逻辑LevelDB
```go
type
Provider
struct {
db *DB
dbHandles
map[
string]*DBHandle
mux sync.Mutex
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
```
涉及方法如下：
```go
func NewProvider(conf *Conf) *Provider {
//创建并打开db，构造Provider
db := CreateDB(conf)
db.Open()
return &Provider{db,
make(
map[
string]*DBHandle), sync.Mutex{}}
}
//获取名称为dbName的leveldb句柄
func (p *Provider) GetDBHandle(dbName
string) *DBHandle {
p.mux.Lock()
defer p.mux.Unlock()
dbHandle := p.dbHandles[dbName]
if dbHandle ==
nil {
dbHandle = &DBHandle{dbName, p.db}
p.dbHandles[dbName] = dbHandle
}
return dbHandle
}
//关闭leveldb
func (p *Provider) Close() {
p.db.Close()
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
```
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