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前文回顧
實作一個簡單的Database1(譯文）
實作一個簡單的Database2(譯文）
實作一個簡單的Database3(譯文）
實作一個簡單的Database4(譯文）
實作一個簡單的Database5(譯文）
譯注：cstsck在github維護了一個簡單的、類似sqlite的資料庫實作，通過這個簡單的專案，可以很好的理解資料庫是如何運行的，本文是第六篇，主要是實作資料持久化游標
Part 6 游標抽象
跟上一節相比，這一節篇幅相對要簡短的多，我們只是稍微重構一下，這樣就可以讓開始實作B-tree更簡單一些，
在代碼中新添加一個Cursor物件，它用來代表表中的一個位置（location），
你可能希望對游標執行的操作：
- 在表開頭時創建一個游標
- 在表結尾時創建一個游標
- 訪問游標指向的行
- 將游標移動到下一行
這就是我們將要實作的游標的一些行為，然后，我們還想做到：
- 洗掉游標指向的一行資料
- 修改游標指向的一行資料
- 使用給定的ID搜索一張表，并創建一個游標指向這個ID所在的行
_譯注：這里簡單介紹一下游標，Cursor原本就有箭頭、游標的意思，用來指示事物以示關注，游標是資料的一種訪問機制，一種處理資料的方法，例如查詢回傳的結果是一行或者多行的結果集（這已經是SQL被處理后的結果集），我們需要對結果集進行查詢，sql陳述句就不管用了，因為這已經是回傳的結果集了，這個時候就需要用游標來遍歷這個回傳的結果集了，可以理解游標是一個指向Row的指標，訪問一行后，游標就會指向下一行，例如 fetchone()、fetchall() 等函式就是通過游標來訪問結果集的，回傳具體一行或者多行的資料，下面是游標圖示：
不磨嘰了，下面就是Cursor型別結構：
+typedef struct {
+ Table* table;
+ uint32_t row_num;
+ bool end_of_table; // Indicates a position one past the last element
+} Cursor;
根據現在我們的表資料結構，只需要行號即可識別表中的位置，
游標對它所屬的表還有一個參考（所以我們的游標函式還可以僅僅把游標作為引數），
最后，它還有一個boolean型別的屬性叫做 end_of_table ，這樣我們就可以用來表示表結尾之后的位置（在這里我們可能會插入一個新行），
table_start() 和 table_end() 創建一個新的游標:
+Cursor* table_start(Table* table) {
+ Cursor* cursor = malloc(sizeof(Cursor));
+ cursor->table = table;
+ cursor->row_num = 0;
+ cursor->end_of_table = (table->num_rows == 0);
+
+ return cursor;
+}
+
+Cursor* table_end(Table* table) {
+ Cursor* cursor = malloc(sizeof(Cursor));
+ cursor->table = table;
+ cursor->row_num = table->num_rows;
+ cursor->end_of_table = true;
+
+ return cursor;
+}
我們的 row_slot() 函式要變成 cursor_value() 了，它回傳一個指標型別，指向游標描述的位置：
-void* row_slot(Table* table, uint32_t row_num) {
+void* cursor_value(Cursor* cursor) {
+ uint32_t row_num = cursor->row_num;
uint32_t page_num = row_num / ROWS_PER_PAGE;
- void* page = get_page(table->pager, page_num);
+ void* page = get_page(cursor->table->pager, page_num);
uint32_t row_offset = row_num % ROWS_PER_PAGE;
uint32_t byte_offset = row_offset * ROW_SIZE;
return page + byte_offset;
}
在我們當前的表結構中推進游標就像讓行號遞增一樣簡單，這在B-tree書中會有一點小復雜，
+void cursor_advance(Cursor* cursor) {
+ cursor->row_num += 1;
+ if (cursor->row_num >= cursor->table->num_rows) {
+ cursor->end_of_table = true;
+ }
+}
最后我們就能改變我們的“虛擬機”方法來使用游標抽象了，當插入一行資料時，我們在表結尾打開一個游標，寫入這個游標的位置，然后關閉游標，
Row* row_to_insert = &(statement->row_to_insert);
+ Cursor* cursor = table_end(table);
- serialize_row(row_to_insert, row_slot(table, table->num_rows));
+ serialize_row(row_to_insert, cursor_value(cursor));
table->num_rows += 1;
+ free(cursor);
+
return EXECUTE_SUCCESS;
}
當查詢表中的所有行時，我們在表的開頭打開一個游標，列印行資料，然后推進游標到下一行，重復這個程序直到表的結尾，
ExecuteResult execute_select(Statement* statement, Table* table) {
+ Cursor* cursor = table_start(table);
+
Row row;
- for (uint32_t i = 0; i < table->num_rows; i++) {
- deserialize_row(row_slot(table, i), &row);
+ while (!(cursor->end_of_table)) {
+ deserialize_row(cursor_value(cursor), &row);
print_row(&row);
+ cursor_advance(cursor);
}
+
+ free(cursor);
+
return EXECUTE_SUCCESS;
}
好了，就是它！就像我說的，這是短小的重構，應該能夠有助于我們把表的資料結構重寫為B-tree，execute_select() 和 execute_insert() 函式完全可以通過游標來與表互動，而對于表的存盤方式不需要假設任何事情，
譯注：在之前實作資料庫的page組織方式的代碼中，作者使用陣列（array）來組織資料頁page，主要是考慮快速實作存放資料，沒有考慮性能優化，后面會使用B-tree來進行重構，而在此之前，先實作了游標，_
這是于上一部分對比，代碼的不同：
@@ -78,6 +78,13 @@ struct {
} Table;
+typedef struct {
+ Table* table;
+ uint32_t row_num;
+ bool end_of_table; // Indicates a position one past the last element
+} Cursor;
+
void print_row(Row* row) {
printf("(%d, %s, %s)\n", row->id, row->username, row->email);
}
@@ -126,12 +133,38 @@ void* get_page(Pager* pager, uint32_t page_num) {
return pager->pages[page_num];
}
-void* row_slot(Table* table, uint32_t row_num) {
- uint32_t page_num = row_num / ROWS_PER_PAGE;
- void *page = get_page(table->pager, page_num);
- uint32_t row_offset = row_num % ROWS_PER_PAGE;
- uint32_t byte_offset = row_offset * ROW_SIZE;
- return page + byte_offset;
+Cursor* table_start(Table* table) {
+ Cursor* cursor = malloc(sizeof(Cursor));
+ cursor->table = table;
+ cursor->row_num = 0;
+ cursor->end_of_table = (table->num_rows == 0);
+
+ return cursor;
+}
+
+Cursor* table_end(Table* table) {
+ Cursor* cursor = malloc(sizeof(Cursor));
+ cursor->table = table;
+ cursor->row_num = table->num_rows;
+ cursor->end_of_table = true;
+
+ return cursor;
+}
+
+void* cursor_value(Cursor* cursor) {
+ uint32_t row_num = cursor->row_num;
+ uint32_t page_num = row_num / ROWS_PER_PAGE;
+ void *page = get_page(cursor->table->pager, page_num);
+ uint32_t row_offset = row_num % ROWS_PER_PAGE;
+ uint32_t byte_offset = row_offset * ROW_SIZE;
+ return page + byte_offset;
+}
+
+void cursor_advance(Cursor* cursor) {
+ cursor->row_num += 1;
+ if (cursor->row_num >= cursor->table->num_rows) {
+ cursor->end_of_table = true;
+ }
}
Pager* pager_open(const char* filename) {
@@ -327,19 +360,28 @@ ExecuteResult execute_insert(Statement* statement, Table* table) {
}
Row* row_to_insert = &(statement->row_to_insert);
+ Cursor* cursor = table_end(table);
- serialize_row(row_to_insert, row_slot(table, table->num_rows));
+ serialize_row(row_to_insert, cursor_value(cursor));
table->num_rows += 1;
+ free(cursor);
+
return EXECUTE_SUCCESS;
}
ExecuteResult execute_select(Statement* statement, Table* table) {
+ Cursor* cursor = table_start(table);
+
Row row;
- for (uint32_t i = 0; i < table->num_rows; i++) {
- deserialize_row(row_slot(table, i), &row);
+ while (!(cursor->end_of_table)) {
+ deserialize_row(cursor_value(cursor), &row);
print_row(&row);
+ cursor_advance(cursor);
}
+
+ free(cursor);
+
return EXECUTE_SUCCESS;
}
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