SQLite入門与分析(四)---PageCache之事务处理.doc

SQLite入门与分析(四)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