数据库设计

实现了一个关系型数据库。主要功能： Database Index, B+ Tree, Query Optimization, Locks

Table的实现：

数据库Table 一般要告诉他你能储存什么样的值，比如说Age int, Name String 之类的。

所以先定义一下Table Schema：

fields就是col names。 fieldTypes是与col对应的数据类型

比如说Age 对应Int。

数据在Database里是以Byte的形式存在的：

我们要把给的数据变成byte，存起来。所以实现了一个Encoding的函数。

在读取的时候，用户当然不希望读到Byte，所以还要给一个Decoding成原样的方法：

这个时候可以看出来Field_type的原因了，我们把数据变成Byte以后谁也不知道这里col里的东西是个啥。但是Field-Type记录了这里放的是比如说String，到时候我们就以String的方式来读取这个Byte。

Table：

首先要有一个Page的概念，因为数据是存放在一个Page 一个Page里的。 然后我们会用一个Head-Page 它知道哪个Page现在有空余位置。

添加Record：

首先看看要加的数据类型是对的。然后找第一张Free Page。 

B+ Tree:

算是一个索引，方便查找东西。

两个部分： Node的实现和 Tree本身的实现

B+ tree class里主要实现了一个Iterator. 

锁：【设计了很多多线程， 这个主要为了模拟并发情况】

为了管理锁的优先问题，我们做了一个锁管理员类，负责哪个线程/进程该拿到锁access 某个Table。

Lock Object，这里运用到了很多的多线程！！！！

Lock 知道自己的Owner是谁，以及有一个TransactionQueue

排队有人等lock。

如果当前Lock object里是空的话， owner设置为新的这个transNum， 类型设置为Transnum要的类型。

如果Lock里有人占了，是Exclusive的话， 那你就不能干啥。

如果Lock有人占了，但是只是shared lock的话。那你还可以去排队看看。如果当前Lock里占用的是Shared Lock, 你也要申请share,但是队列之前有一个exclusive在排队，你就不能。

while(!notifyLocks)

      {

  this.wait();    

}

这里实现了两种锁，share和Exclusive。并且管理员有着一个Graph,可以判断现在有没有出现dead lock。

判断有没有dead lock的办法就是判断这个directed Graph有没有组成cycle: 

首先建一个Graph：

当年真是菜的不行，我还记得这个cycle DFS detection还是我去Greeks网上copy paste的。

处理Potential Deadlock:

每当有进程要来要锁，我们都会确认一下这个Process拿到锁的话不会导致出现deadlock. 所以我们就是把这个Transaction加入Graph里，看看它和别的Transaction的edge 情况。如果发现导致cycle了，我们就抛出异常。【并且我们并没有加入这个Transaction进入Graph组成edge】这边有一个很Tricky的地方，对于Share Lock.因为share的lock可以被多个共享。我们要check每一种情况，比如说1 和 2如果有edge会不会有cycle。 1和3有edge 会不会有cycle。。。