Fabric 1.0源代码分析(23)LevelDB(KV数据库)

栏目: 数据库 · 发布时间: 6年前

内容简介: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。

# 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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