第十二章 catalog

简介

catalog记录数据库中schema和表的元信息。catalog中数据的组织方式与表不同。 具有以下特点：

• 用entry表示元信息的某个版本。分为几类：schema，table等。
• 简要理解，用entry的集合表示所有元信息。
• 事务对元信息修改产生新版本。可以回滚到旧版本。创建entry时，会记录undo log。提交事务时，会写walog。
• 元信息分层：
  • catalog层：schema的entry集合
  • schema层：table的entry集合
  • table层：表相关的entry集合。
• 维护元信息之间的依赖关系。例如：table与schema关联。

entry

entry有两层含义：

• 具体类型的元数据。schema，table等。由CatalogEntry表示。
• 在放入entry集合时，在CatalogEntry之上又再套一层。由EntryValue，EntryIndex表示。

CatalogEntry的关键信息：

• _typ。类型。schema，table等。
• _name。schema名称，或 table名称。
• _timestamp。创建时，事务的id。提交事务时，commitid。
• _child， _parent。entry被修改后产生新版本。_child指向旧版本，_parent指向新版本，组成版本链。
• 附加信息。
  • 对schema，有表的entry集合。
  • 对table，有表对象，表的属性。

EntryValue的关键信息：

• _entry *CatalogEntry。元信息。

EntryIndex的关键信息：

• _index。对entry的序号或下标。

entry集合

CatalogSet表示entry集合。依据要表达的元信息类型，entry集合里面就放什么。

• catalog：schema的entry集合
• schema：table的entry集合
• table：表相关的entry集合

CatalogSet的关键信息：

• _entries：entryIdx -> *EntryValue。从entry idx到entry链表。CatalogEntry可以指向旧版本。
• _mapping：name -> *MappingValue链表。从名称到entry idx链表。MappingValue可以指向旧版本。

MappingValue的关键信息：

• _index：entry idx
• _timestamp：创建时的事务id
• _child，_parent：_child指向旧版本。版本链表。

CatalogSet需要的entry接口：

• 创建entry
• 读取entry
• entry依赖关系维护

创建entry

创建schema和表时，要创建entry。 分两步：

• 创建元信息的CatalogEntry。这一步相对简单，不再细说。
• 创建EntryValue

创建EntryValue的过程相对复杂

• 用名称取entry idx。如果没有，分配新的entry idx。记录映射关系：名称->entry idx。同个名称会对应多个版本的entry idx。用链表维护。
  • 需要版本可见性。
• 维护依赖关系。entry 与其它entry之间的关联。
• 记录映射关系：entry idx -> entry value。同个entryIdx 也可能对应多个entry value，用链表维护。
• 记录undo log。讲旧entry记录到undo log。旧entry的parent是新entry。

接口层次：

接口	含义
CatalogSet.CreateEntry	创建entry入口
CatalogSet.GetMapping	用名称取entry idx
CatalogSet.PutEntry	记录映射关系（覆盖已有的）：entry idx -> entry value
CatalogSet.PutMapping	记录映射关系：名称->entry idx。插入链表头部。
DependMgr.AddObject	维护依赖关系
CatalogSet.PutEntry2	记录映射关系：entry idx -> entry value。新entry插入链表头部
Txn.PushCatalogEntry	记录undo log

• CatalogSet.GetMapping。在取entry idx时，需要版本过滤。当前事务只能看到自己修改的或已经提交事务的 entry idx。

func(CatalogSet) CreateEntry(
	txn,name,value,list,
){
	mapping :=GetMapping(txn,name){
		ent := _mapping[name];
		for ent._child != nil{
			if ent 对 txn可见 {
				返回ent;
			}
		}
	}

	if mapping 无效{
		PutEntry(new entry idx,dummy catalog entry);
		PutMapping(txn,name,new entry idx);//记录新映射关系。名称->entry idx。
	}else{
		用mapping._entryidx从_entries取最新的CatalogEntry;
		if txn 与 catalogEntry冲突{
			w-w conflicts;
		}
	}
	DependMgr.AddObject(txn,value,list)
	CatalogSet.PutEntry2(entryidx,value);//记录映射关系：entry idx -> entry value。
	Txn.PushCatalogEntry(...)
}

取CatalogEntry

从CatalogSet取entry 分为两类：

• 取当前事务可见的有效CatalogEntry。
  • 从名称取entryIdx。用GetMapping
  • 由entryIdx取得Entry链表。遍历链表取事务可见的entry。
• 取已经提交的有效CatalogEntry。
  • 遍历entry idx -> entry value。对每个entry 链表。遍历链表取事务可见的entry。

维护依赖关系

例如：schema由多个表组成，每个表只属于唯一一个schema。删除schema必须先删除所有的表。 用图来表达entry之间的依赖关系。 DependMgr实现依赖关系图：

• 内部记录两层关系：每个entry是要知道，我依赖了谁 和 谁依赖了我。
• 接口1: AddObject(ent,dependList)添加依赖关系。
• 接口2: EraseObject(ent) 删除ent以及与之相关的依赖关系。

commit操作

在创建entry时，会记录undo log，并且记录的是旧entry（旧entry的parent是新entry）。 在事务提交时，catalog操作也要写walog。

• 设置新entry的提交时间戳
• 必要时，设置旧entry的提交时间戳
• 将新entry序列化写入walog。

undo操作

创建了entry后，回归事务，需要撤销对catalog的修改。 创建entry简要逻辑：

• 记录映射关系：名称到entryidx。链表方式。
• 记录映射关系：entryidx到entry的映射。链表方式。
• 维护依赖关系

那么撤销操作，逆向操作恢复原样：

• 删除依赖关系
• 删除映射关系：entryidx到entry的映射。实质是将新entry从链表删除掉。
• 删除映射关系：名称到entryidx。实质是entryidx从链表中删掉。

小结

catalog维护entry集合，方式与表不同。创建entry和undo操作相对复杂。理解两层映射关系有助于理解这一点。