SQLite入门与分析(四)---Page Cache之事务处理(1)

写在前面:从本章开始,将对SQLite的每个模块进行讨论。讨论的顺序按照我阅读SQLite的顺序来进行,由于项目的需要,以及时间关系,不能给出一个完整的计划,但是我会先讨论我认为比较重要的内容。本节讨论SQLite的事务处理技术,事务处理是DBMS中最关键的技术,对SQLite也一样,它涉及到并发控制,以及故障恢复,由于内容较多,分为两节。好了,下面进入正题。

 本节通过一个具体的例子来分析SQLite原子提交的实现(基于Version 3.3.6的代码)。
CREATE TABLE episodes( id integer primary key,name text, cid int) ;
插入一条记录:insert into episodes(name,cid) values("cat",1) ;
它经过编译器处理后生成的虚拟机代码如下:
sqlite> explain insert into episodes(name,cid) values("cat",1);
0|Trace|0|0|0|explain insert into episodes(name,cid) values("cat",1);|00|
1|Goto|0|12|0||00|
2|SetNumColumns|0|3|0||00|
3|OpenWrite|0|2|0||00|
4|NewRowid|0|2|0||00|
5|Null|0|3|0||00|
6|String8|0|4|0|cat|00|
7|Integer|1|5|0||00|
8|MakeRecord|3|3|6|dad|00|
9|Insert|0|6|2|episodes|0b|
10|Close|0|0|0||00|
11|Halt|0|0|0||00|
12|Transaction|0|1|0||00|
13|VerifyCookie|0|1|0||00|
14|Transaction|1|1|0||00|
15|VerifyCookie|1|0|0||00|

16|TableLock|0|2|1|episodes|00|

17|Goto|0|2|0||00|

 

1、初始状态(Initial State)
当一个数据库连接第一次打开时,状态如图所示。图中最右边(“Disk”标注)表示保存在存储设备中的内容。每个方框代表一个扇区。蓝色的块表示这个扇区保存了原始数据。图中中间区域是操作系统的磁盘缓冲区。开始的时候,这些缓存是还没有被使用,因此这些方框是空白的。图中左边区域显示SQLite用户进程的内存。因为这个数据库连接刚刚打开,所以还没有任何数据记录被读入,所以这些内存也是空的。

 

2、获取读锁(Acquiring A Read Lock)
在SQLite写数据库之前,它必须先从数据库中读取相关信息。比如,在插入新的数据时,SQLite会先从sqlite_master表中读取数据库模式(相当于数据字典),以便编译器对INSERT语句进行分析,确定数据插入的位置。
在进行读操作之前,必须先获取数据库的共享锁(shared lock),共享锁允许两个或更多的连接在同一时刻读取数据库。但是共享锁不允许其它连接对数据库进行写操作。
shared lock存在于操作系统磁盘缓存,而不是磁盘本身。文件锁的本质只是操作系统的内核数据结构,当操作系统崩溃或掉电时,这些内核数据也会随之消失。


 

 3、读取数据
一旦得到shared lock,就可以进行读操作。如图所示,数据先由OS从磁盘读取到OS缓存,然后再由OS移到用户进程空间。一般来说,数据库文件分为很多页,而一次读操作只读取一小部分页面。如图,从8个页面读取3个页面。

4、获取Reserved Lock
在对数据进行修改操作之前,先要获取数据库文件的Reserved Lock,Reserved Lock和shared lock的相似之处在于,它们都允许其它进程对数据库文件进行读操作。Reserved Lock和Shared Lock可以共存,但是只能是一个Reserved Lock和多个Shared Lock——多个Reserved Lock不能共存。所以,在同一时刻,只能进行一个写操作。
Reserved Lock意味着当前进程(连接)想修改数据库文件,但是还没开始修改操作,所以其它的进程可以读数据库,但不能写数据库。

5、创建恢复日志(Creating A Rollback Journal File)
在对数据库进行写操作之前,SQLite先要创建一个单独的日志文件,然后把要修改的页面的原始数据写入日志。回滚日志包含一个日志头(图中的绿色)——记录数据库文件的原始大小。所以即使数据库文件大小改变了,我们仍知道数据库的原始大小。
从OS的角度来看,当一个文件创建时,大多数OS(Windows,Linux,Mac OS X)不会向磁盘写入数据,新创建的文件此时位于磁盘缓存中,之后才会真正写入磁盘。如图,日志文件位于OS磁盘缓存中,而不是位于磁盘。

上面 5步的代码的实现:

 

Code

 其实现过程如下图所示:

 

 

主要参考:http://www.sqlite.org/atomiccommit.html

posted @ 2009-02-26 10:45 YY哥 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏