一个退役中校教你如何用go语言写一个基于B+树的json数据库（进阶篇）之BsTr tree（一）

1. BsTr tree结构图

• 图中的深度是指表所代表的树的深度。页面大小为文件中chunk的大小。flag为表key的类型和数据的形式。入口chunk为树的根地址。offset为在文件中的存储位置。时间戳为创建表的时间戳，按纳秒计算。dorped表示表是否被标记为删除。

• 图中各表的深度默认都为3层，最高层是次层各个chunk的最大关键字的有序组合，依次类推，直至叶子节点。叶子节点包含数据，而树枝节点只包含关键字。上图的parent、left、right是三个指针，分别指向父节点、左右兄弟节点，图中没有画指向箭头，只是标记了相应节点的最大key来指代指针的指向。

• 可以看的出来，BsTr tree和一般的B+树不同的是，除了指向孩子节点的指针和offset，它还包含了指向父节点和左右节点的指针和offset（offset用于实现指针混写，在内存和文件页面间自由转换）。

• flag支持多种组合。具体如下：

•     THE BSTRTREE CAN WANDER BETWEEN MEMORY AND DISK

•     SUPPORT KEY OF 5 TYPES:STRING/[]BYTE/COMPLEX128/INT64/FLOAT64

•     DIFFERENCE BETWEEN MEM MODE AND NON-MEM MODE: NON-MEM MODE WRITE ALL OPERATION TO DISK, MEM MODE NOT.

•     DO NOT RECOMMEND COMPRESS | BIG

•     BECAUSE DATA WAS COMPRESSED, WILL MAY NOT SATISFY BIG MODE.

•     UNIQUE: UNIQUE KEY

•     STRKEY: STRING TYPE KEY

•     NOSERIAL: NOT SERIALIZE DATA.  SERIAL MODE: SERIALIZE DATA TO A BSTR STRUCT FIRSTLY.

•     BIG: BIG DATA MODE

•     FILEBIG: BIG DATA SAVE TO FILE, INCLUDE BIGDATA NOT USE BIG MODE. BE CAREFULLY, WHEN READ, MAYBE OOM.

•     NUMBERED: SORTED DATA NO.

•     COMPRESS: COMPRESS DATA

•     NULLKEY: KEY IS NULL, NOT AVAILABLE CURRENTLY.

•     I64KEY: INT64 KEY

•     F64KEY: FLOAT64 KEY

•     C128KEY: COMPLEX128 KEY

•     BSKEY: []BYTE KEY

•     NULL: KEY CAN NULL,NOT NULLKEY

•     EMBEDED: EMBEDED MODE, A DB AS A KEY-DATA

•     MEM: memory mode, collide with FILEBIG

• -----------------------------------------------------------

• Example as StrKey composite:

•     UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL

•     UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     UNIQUE|STRKEY

•     UNIQUE|STRKEY|BIG

•     UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     UNIQUE|STRKEY|FILEBIG

•     UNIQUE|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     STRKEY|NOSERIAL

•     STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     STRKEY

•     STRKEY|BIG

•     STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     STRKEY|FILEBIG

•     STRKEY|BIG|FILEBIG

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|BIG

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|FILEBIG

•     NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL

•     NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     NUMBERED|STRKEY

•     NUMBERED|STRKEY|BIG

•     NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     NUMBERED|STRKEY|FILEBIG

•     NUMBERED|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|BIG

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|FILEBIG

•     COMPRESS|UNIQUE|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|STRKEY|NOSERIAL

•     COMPRESS|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     COMPRESS|STRKEY

•     COMPRESS|STRKEY|BIG

•     COMPRESS|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     COMPRESS|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|STRKEY|FILEBIG

•     COMPRESS|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|BIG

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|UNIQUE|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL|BIG

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|BIG

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|NOSERIAL|BIG|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|FILEBIG

•     COMPRESS|NUMBERED|STRKEY|BIG|FILEBIG

•     UNIQUE|STRKEY|NOSERIAL|EMBEDED

•    以上还可以组合数据的类型：STRDATA、I64DATA、F64DATA、C128DATA、BYTESDATA。数据的类型属于可选项，非必须指定。

2. BsTr tree多线程安全写的脉动工作流图

   

• 在多线程运行情况下，BsTr树的Put操作（包括插入、删除和更新）是安全的。

• 前几个驻留协程的顺序执行是在缓冲通道的支持下进行的，因此不会阻塞等待。

• 在最后环节，不同类型的key对应不同的驻留协程，而不同的key和不同的flag对应着不同的表，不同的表对应不同的树，也就是说，支持表级并行执行。