BosCollege-SimpleDB-写入一条数据

Author: Sixing Yan

1.前言

当数据库系统执行一条SQL语句的时候，它会为这条语句生成对应的执行计划（Plan），针对查询和更新两种操作行为，计划又分为查询计划和更新计划。在SimpleDB中，plan 接口包含了一个Scan成员。客户端接受SQL语句后，会返回完成的这个SQL语句的计划Plan。当客户端开始读取数据时，服务器就会根据这个Plan来执行扫描数据Scan。

在SimpleDB中，所有的XXPlan 都实现了Plan接口（例如，ProjectPlan），而除了TableScan和SelectScan外，其他的XXScan都是实现Scan接口（例如，ProjectScan）。因为TableScan和SelectScan这两个会在update等操作里出现，所以用了特别的接口（UpdateScan）规范化它们的行为。

这一节通过解析“SimpleDB如何插入一条记录”作为线索，来理清SimpleDB如何在数据表中插入一个数值。我们从TableScan开始，因为它继承了UpdateScan接口，用于处理涉及Update（insert/update/delete）的情况（示意图如下）。

How to set a value by SimpleDB

2.解析

TableScan>

tableScan 是实现了updateScan接口，当往里面插入一个值时调用setVal方法，这个方法会先判断对应的fieldname是哪一种类型（通过Schema的type方法判断）。这里假设该值是String类型的，然后调用它的RecordFile成员rf的setString方法

TableScan>RecordFile

RecordFile rf 凭借TableInfo和Transaction 初始化，它将会通过RecordFormatter 生成一个符合Record标准的block，然后将这个block加入当前的文件（即是tableInfo所对应的heap file）；接着把 blocknum游标（一个整型）移到0，然后用用该block number和当前文件名生成一个Block，并用该block，tableInfo 和 transaction 生成一个record管理器 RecordPage，即是对一个特定的Block的管理员。

回忆前面，Block本身并没有读写功能，而是Page对它有读写功能，这样对应不同的结构，只要改变Page的读写方式即可。

于是乎，RecordFile有了RecordPage rp成员，当它执行setString方法时，就调用Record Page rp 的setString。

TableScan>RecordFile>RecordPage

Record Page 的setString 首先要获得 一个位置参数 position 来自 fieldpos(fldname)，具体是 当前的位置+这个列（field）的位移

当前位置通过 当前的slot编号 乘以 每个slot的size：currentslot * slotsize

这个位移来自需要调用TableInfo的offset方法确定该列的位移，原理是查找TableInfo ti 里的offset (Map) 成员，查找该列的长度
然后调用Transaction tx的 setString。

回忆前面，RecordPage 的初始化使用了block，tableInfo 和 transaction 三种参数
这里setString 即是使用这个指定的block，在指定的位置 position，插入确定类型的数值 val

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction

调用Transaction 中的setString方法，这里将会在recoveryMgr和Buffer两个地方插入数据。首先将传入的block 上锁（使用“一致性管理器” concurMgr.xLock方法）。其次将这个block传入buffer（myBufferrs.getBuffer），获得一个Buffer对象 buff。接着先在“恢复管理器”recoveryMgr中保存这个数值 ，使用setFloat方法，传入（buff, offset, val），拿到一个与log有关的lsn参数。最后才执行 Buffer对象的setString 方法（传入offset, val, lsn, ）

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction>RecoveryMgr

于是recoveryMgr中的setString方法，首先拿出这个位置的旧的数值，然后向日志中插入这个旧的数据，然后返回插入日志的位置。需要“恢复”的时候，就可以从这个日志的位置上读回原来的数值了。

这里向日志插入旧数据的做法，是生成一个SetStringRecord对象的实例，使用它的writeToLog方法

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction>RecoveryMgr>SetStringRecord

初始化有两种方法，一种是通过传入指定参数，调用writeToLog来产生一条日志记录。另一种方法通过读取一条日志记录，重现相关参数（传入一个BasicLogRecord对象）

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction>RecoveryMgr>SetStringRecord>LogRecord

这个接口包含“设定字符串型数据”的编号，SETSTRING=5.

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction>RecoveryMgr>SetStringRecord>LogRecord>BasicLogRecord

这个对象包装了对Page的读写

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction>Buffer

buffer的setString 方法实际由page的setString执行

TableScan>RecordFile>RecordPage>Transaction>Buffer>Page

在这个对象中，最后由ByteBuffer 完成数据的插入，ByteBuffer 由java.nio.ByteBuffer 引入。

3.总结

可以看到，当要写入一个数值的时候，服务器会逐步委托到Record组件，根据record的规范来写入给定数值；该数值会放入当前事务中进行处理；事务一方面委托文件系统来写入数据到本地，一方面则插入日志记录以备将来undo使用。