leveldb學習:sstable(2)
block寫入:block_builder
block.h和.cc裏定義了block的entry存儲格式和restart,提供了entry的查找接口以及叠代器。那麽怎樣往寫block裏寫entry呢?leveldb遵循面向對象的設計理念在block_builder類裏提供了相關接口。
BlockBuilder相關函數:
- Add( )將entry順序寫入現有block數據塊的末端,排序工作在上層的函數完畢。
- Finish( )。當block寫滿,完畢寫入重新啟動點數組和重新啟動點個數的寫入
- Reset( )。重置block
sstable
已經知道。sstable是leveldb中持久化數據的文件格式。而總體來看。sstable由數據(data)和元信息(meta/index)組成,數據和源信息統一以block單位存儲。讀取時也按統一的邏輯讀取,總體的數據格式例如以下:
- data_block:實際存儲的kv數據
- meta_block:當前版本號未實現
- index_block:保存每一個data_block的last_key及其在sstable文件裏的索引
sstable讀取:table
/table/table.cc是有關將sstable讀取的操作:
private:
struct Rep;
Rep* rep_;
定義了結構rep。並在table類設立一個指針成員。並在table::open( )函數完畢了rep_的實例化
Rep* rep = new Table::Rep;
rep結構:
struct Table::Rep {
~Rep() {
delete filter;
delete [] filter_data;
delete index_block;
}
Options options;//用戶設置
Status status;//狀態
RandomAccessFile* file;//文件讀操作流。主要成員有文件的名字,i節點和讀操作
uint64_t cache_id;
FilterBlockReader* filter;//和meta_block有關。不用管
const char* filter_data;//
BlockHandle metaindex_handle; // Handle to metaindex_block: saved from footer
Block* index_block;
};
BlockHandle是一個用來指向block在文件裏位置的“指針”(裏面記錄的是文件偏移量),可參考format.h;
footer:文件末尾的固定長度的數據。保存著metaindex_block和index_block的索引信息(blockHandle),最後有8字節的magic校驗。
顯然footer信息的讀取對掌握整個table至關重要。
在table::open( )函數中就會從文件的末尾讀取footer:
......
Slice footer_input;
Status s = file->Read(size - Footer::kEncodedLength, Footer::kEncodedLength,
&footer_input, footer_space);
if (!s.ok()) return s;
Footer footer;
s = footer.DecodeFrom(&footer_input);
if (!s.ok()) return s;
......
Block* index_block = NULL;
if (s.ok()) {
s = ReadBlock(file, opt, footer.index_handle(), &contents);
if (s.ok()) {
index_block = new Block(contents);
}
}
......
rep->file = file;
rep->metaindex_handle = footer.metaindex_handle();
rep->index_block = index_block;
readBlock就是通過blockhandle讀取文件裏指定block的函數,定義在format.cc
Status ReadBlock(RandomAccessFile* file,
const ReadOptions& options,
const BlockHandle& handle,
BlockContents* result) {
result->data = Slice();
result->cachable = false;
result->heap_allocated = false;
//blockcontents的初始化
// Read the block contents as well as the type/crc footer.
// See table_builder.cc for the code that built this structure.
size_t n = static_cast<size_t>(handle.size());
char* buf = new char[n + kBlockTrailerSize];
Slice contents;
Status s = file->Read(handle.offset(), n + kBlockTrailerSize, &contents, buf);
if (!s.ok()) {
delete[] buf;
return s;
}
if (contents.size() != n + kBlockTrailerSize) {
delete[] buf;
return Status::Corruption("truncated block read");
}
// do something
return Status::OK();
}
kBlockTrailerSize就是每一個block末端的五字節信息,包含壓縮標誌位和用於CRC校驗的開銷。do something 就是對提取到的內容分析。推斷有無壓縮。錯誤時返回狀態信息以及賦值result。
sstable寫入:table_builder
sstable寫如不須要關心排序,由於sstable的產生是由memtable dump或者compact時merge排序產生的,key的順序上層已經保證。
結構rep:
struct TableBuilder::Rep {
Options options;
Options index_block_options;
WritableFile* file;//封裝了流操作的文件
uint64_t offset;//寫入位置的偏移量
Status status;
BlockBuilder data_block; // 用於將entry寫入當前data_block
BlockBuilder index_block;// 用於在index_block加入data_block的索引信息
std::string last_key; //當前table中最後條目的key。寫入key要大於此。否則上層未提供排好序的entry
int64_t num_entries; //條目總數
bool closed; //table關閉標誌位。 Either Finish() or Abandon() has been called.
FilterBlockBuilder* filter_block;
bool pending_index_entry;//當前block為空時為true
BlockHandle pending_handle; // Handle to add to index block
std::string compressed_output;
Rep();
}
void TableBuilder::Add(const Slice& key, const Slice& value)
{
Rep* r = rep_;
assert(!r->closed);
if (!ok()) return;
if (r->num_entries > 0) {
assert(r->options.comparator->Compare(key, Slice(r->last_key)) > 0);
}
......
r->last_key.assign(key.data(), key.size());
r->num_entries++;
r->data_block.Add(key, value);
const size_t estimated_block_size = r->data_block.CurrentSizeEstimate();
if (estimated_block_size >= r->options.block_size) {
Flush();
}
}
leveldb把數據dump到磁盤,在內存中僅僅有一份block。當block滿了(大於options.block_size),就自己主動將此block寫入磁盤(Flush)。
寫入操作調用層次:
- Add( ),寫入內存中的block,推斷block大小。決定是否寫入磁盤
- Flush( )
- WriteBlock( ),取block壓縮標誌位決定是否壓縮。寫入壓縮標誌位
- WriteRawBlock( ),加入CRC,調用文件流寫入磁盤
leveldb學習:sstable(2)