实现一个简单的Database11(译文)

2023年5月10日 77点热度 0人点赞 0条评论

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作者：花家舍
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实现一个简单的Database系列

译注：cstack在github维护了一个简单的、类似sqlite的数据库实现，通过这个简单的项目，可以很好的理解数据库是如何运行的。本文是第十一篇，主要是实现递归搜索B-Tree

Part 11 递归搜索B-Tree

上次我们在插入第15行数据报错的时候结束：

db > insert 15 user15 person15@example.com
Need to implement searching an internal node

首先，使用一个新的函数调用替换埋桩的代码。

if (get_node_type(root_node) == NODE_LEAF) {
  return leaf_node_find(table, root_page_num, key);
} else {
-    printf("Need to implement searching an internal node\n");
-    exit(EXIT_FAILURE);
+    return internal_node_find(table, root_page_num, key);
}
}

这个函数会执行二叉搜索来查找子节点是否会包含给定的 Key。请记住，这些指向右子节点的 Key 都是他们指向的子节点中包含的最大 Key 。

three-level btree

所以我们的二叉搜索比较查找的 Key 和指向右边子节点的的指针。

+Cursor* internal_node_find(Table* table, uint32_t page_num, uint32_t key) {
+  void* node = get_page(table->pager, page_num);
+  uint32_t num_keys = *internal_node_num_keys(node);
+
+  /* Binary search to find index of child to search */
+  uint32_t min_index = 0;
+  uint32_t max_index = num_keys; /* there is one more child than key */
+
+  while (min_index != max_index) {
+    uint32_t index = (min_index + max_index) / 2;
+    uint32_t key_to_right = *internal_node_key(node, index);
+    if (key_to_right >= key) {
+      max_index = index;
+    } else {
+      min_index = index + 1;
+    }
+  }

另请记住，内部节点的子节点可以是叶节点，也可以是内部节点。在我们查找到正确的子节点后，会在节点上调用适合的搜索函数：

+  uint32_t child_num = *internal_node_child(node, min_index);
+  void* child = get_page(table->pager, child_num);
+  switch (get_node_type(child)) {
+    case NODE_LEAF:
+      return leaf_node_find(table, child_num, key);
+    case NODE_INTERNAL:
+      return internal_node_find(table, child_num, key);
+  }
+}

测试

现在向一个多节点btree插入 key 不再会导致报错结果。所以我们可以更新我们的测例：

"    - 12",
"    - 13",
"    - 14",
-      "db > Need to implement searching an internal node",
+      "db > Executed.",
+      "db > ",
])
end

我觉得现在是反思一下我们的另一个测试的时候了。也就是尝试插入1400行数据。仍然会报错，但是报错信息变成新的其他报错。现在，当程序 crash 的时候，我们的测试不能很好的处理这种报错。如果发生这种报错情况，到目前为止我们只使用获得的输出。

raw_output = nil
IO.popen("./db test.db", "r+") do |pipe|
  commands.each do |command|
-        pipe.puts command
+        begin
+          pipe.puts command
+        rescue Errno::EPIPE
+          break
+        end
  end

  pipe.close_write

下面显示出了我们在测试插入1400行时输出的报错：

end
script << ".exit"
result = run_script(script)
-    expect(result[-2]).to eq('db > Error: Table full.')
+    expect(result.last(2)).to match_array([
+      "db > Executed.",
+      "db > Need to implement updating parent after split",
+    ])
end

看起来这是我们待办事项列表中的下一个！

Enjoy GreatSQL 😃