庖丁解LevelDB之Iterator

通过之前对LevelDB的整体流程,数据存储以及元信息管理的介绍,我们已经基本完整的了解了LevelDB。接下来两篇要介绍的内容并不是LevelDB的基本组成,却是让LevelDB更优雅高效的重点和体现,Iterator就是这样一种存在。

作用

正如庖丁解LevelDB之数据存储中介绍的,LevelDB各个组件用不同的格式进行数据存取。在LevelDB内部外部,各个不同阶段又不可避免的需要从不同的视角遍历这些数据。如果每一个层次的数据遍历都需要详细的关心全部数据存储格式,无疑将使得整个过程变得无比的冗余复杂。Iterator的出现正式为了解决这个问题,Iterator在各个层次上,向上层实现提供了:

无须了解下层存储细节的情况下,通过统一接口对下层数据进行遍历的能力。

接口

Iterator用确定的遍历接口将上层需求和下层实现解耦和。熟悉STL的同学一定不会陌生Iterator的使用方式,这里LevelDB的Iterator接口包括:

  • Seek到某一位置:Seek,SeekToFirst,SeekToLast;
  • 访问前驱后继:Next,Prev;
  • 判断当前位置是否有效:Valid;
  • 获取当前位置数据信息:key,value,status;
  • 可以注册多个Cleanup方法,当Iterator析构前做一些清理操作。

分类

LevelDB大量使用了各种Iterator,根据Iterator的实现和层次,我们将其分为三种类型:

  • 基本Iterator:最原子的Iterator,针对相应的数据结构实现Iterator接口;
  • 组合Iterator:通过各种方式将多个基本Iterator组合起来,向上层提供一致的Iterator接口。
  • 功能Iterator:某种或多种组合Iterator的联合使用,附加一些必要的信息,实现某个过程中的遍历操作。

基本Iterator

LevelDB中包括三种基本Iterator,他们分别针对Memtable,Block以及Version中的文件索引格式,实现了最原子的Iterator:

1,MemTableIterator

在Memtable Skiplist的格式上的Iterator实现。Memtable格式见庖丁解LevelDB之数据存储

2,Block::Iter

针对SST文件Block存储格式的Iterator实现。遍历的过程中解析重启点,拼接key的共享部分和特有部分,获取对应的value值。Block详细格式见庖丁解LevelDB之数据存储

3,Version::LevelFileNumIterator

庖丁解LevelDB之版本控制中介绍了Version中记录了当前所有文件按层次划分的二维数组。其中Level1层之上的文件由于相互之间没有交集且有序,可以利用文件信息中的最大最小Key来进行二分查找。LevelFileNumIterator就是利用这个特点实现的对文件元信息进行遍历的Iterator。其中每个项记录了当前文件最大key到文件元信息的映射关系。这里的文件元信息包含文件号及文件长度。

组合Iterator

组合Iterator由上述多个基本Iterator或组合Iterator组合而成,LevelDB中包含两种组合Iterator

1,TwoLevelIterator

TwoLevelIterator实现逻辑上有层次关系的数据的遍历操作。组合了index iteratordata iterator两层迭代器,其中index iterator记录从数据key值到data iterator的映射,而data iterator则负责真正数据key到value的映射。生成TwoLevelIterator时,需要提供index Iterator及BlockFunction函数,其中BlockFunction实现了index iterator value值的反序列化以及对应的data iterator的生成。

2,MergingIterator

通过MergingIterator可以实现多个有序数据集合的归并操作。其中包含多个child iterator组成的集合。对MergingIterator的遍历会有序的遍历其child iterator中的每个元素。

功能Iterator

为了实现不同场景下不同层次的数据遍历操作,可以联合一种或多种组合Iterator,这里称为功能Iterator,按其所负责的数据层次由下自上进行介绍:

1,Table::Iterator

对SST文件的遍历,通过庖丁解LevelDB之数据存储可知,这里有明显的层级关系,可以利用上面介绍的TwoLevelIterator,其index iterator为Index Block的Block::Iter,data iterator为Data Block的Block::Iter

Table::Iterator

2,Compaction过程Iterator

Compaction过程中需要对多个文件进行归并操作,并将结果输出到新的下层文件。LevelDB用MergingIterator来实现这个过程,其clild iterator包括庖丁解LevelDB之版本控制中提到的要Compaction的多个文件对应的Iterator:

  • 如果有Level0文件,则包含所有level0文件的Table::Iterator

  • 其他Level文件,包含文件索引的TwoLevelIterator,由Version::LevelFileNumIterato作为index iterator,Table::Iterator作为data iterator

Compaction过程Iterator

3,NewInternalIterator

LevelDB作为整体同样通过Iterator向外部用户提供遍历全部数据的能力。这里使用MergingIterator将Memtable,Immutable memtable及各层SST文件的Iterator归并起来,使得外部使用者不用关心具体的内部实现而有序的循环LevelDB内部的数据,LevelDB首先实现了NewInternalIterator:

Imgur

在NewInternalIterator的基础上,LevelDB有封装了DBIter来处理快照,过滤已删除key。

参考

Source Code:https://github.com/google/leveldb

庖丁解LevelDB之概览: http://catkang.github.io/2017/01/07/leveldb-summary.html

庖丁解LevelDB之数据管理: http://catkang.github.io/2017/01/07/leveldb-summary.html

庖丁解LevelDB之版本控制:http://catkang.github.io/2017/02/03/leveldb-version.html

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 158,736评论 4 362
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 67,167评论 1 291
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 108,442评论 0 243
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 43,902评论 0 204
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 52,302评论 3 287
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 40,573评论 1 216
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 31,847评论 2 312
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 30,562评论 0 197
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 34,260评论 1 241
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 30,531评论 2 245
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 32,021评论 1 258
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 28,367评论 2 253
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 33,016评论 3 235
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 26,068评论 0 8
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 26,827评论 0 194
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 35,610评论 2 274
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 35,514评论 2 269

推荐阅读更多精彩内容

  • 版本控制或元信息管理,是LevelDB中比较重要的内容。本文首先介绍其在整个LevelDB中不可替代的作用;之后从...
    CatKang阅读 5,357评论 12 12
  • 作为一个存储引擎,数据存储自然是LevelDB重中之重的需求。我们已经在庖丁解LevelDB之概览中介绍了Leve...
    CatKang阅读 4,375评论 2 11
  • Spring Cloud为开发人员提供了快速构建分布式系统中一些常见模式的工具(例如配置管理,服务发现,断路器,智...
    卡卡罗2017阅读 134,099评论 18 139
  • LevelDB是Google传奇工程师Jeff Dean和Sanjay Ghemawat开源的KV存储引擎,无论从...
    CatKang阅读 4,765评论 5 25
  • 宝贝马上过一周岁生日了,加紧画几张!宝爸说我总是他给我和宝宝拍照,我都不关注宝宝和他,今天画一张他和宝贝的合照!看...
    土左旗025李飞飞阅读 165评论 0 1