【SimpleDB】Part 3 - An In-Memory, Append-Only, Single-Table Database

一、概述

论这个DB为啥是个toyDB

有以下限制：

1. 只支持两个操作：插入一行/打印全表
2. 表只放在内存中
3. 支持单个、硬编码的表
   
   支持的语法：

insert 1 cstack foo@bar.com
insert 字段1 字段2 字段3

因此要对我们的“ttttoy compiler”补充一些内容：
对于输入的statement，进行进一步的解析（phrase）

sscanf读取格式化输入：
int sscanf(const char *str, const char *format, ...)
str为读取输入的源，format为格式化输入串。
返回值：如果成功，该函数返回成功匹配和赋值的个数。如果到达文件末尾或发生读错误，则返回 EOF。

//读取输入，解析后存储到statement中
PrepareResult prepare_statement(InputBuffer* inputBuffer,Statement* statement){
    if(strncmp(inputBuffer->buffer,"insert",6)==0){
        statement->type=STATEMENT_INSERT;
        //input %d need sing & !!!(so easy to ignore)
        int args_num= sscanf(inputBuffer->buffer,"insert %d %s %s",&(statement->row.id),statement->row.email,statement->row.username);
        if(args_num<3){
            return  PREPARE_SYNTAX_ERROR;
        }
        return PREPARE_SUCCESS;
    }
    if(strcmp(inputBuffer->buffer,"select")==0){
        statement->type=STATEMENT_SELECT;
        return PREPARE_SUCCESS;
    }


    return PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT;
}

读取insert的数据后，要将数据存到磁盘上了。
SQLlite用的是B树存储，可以快速查找和删除。一页存储了多个数据。这个菜鸟DB就简化一下，一页用一个数组代替。

• Store rows in blocks of memory called pages
• Each page stores as many rows as it can fit

也就是说我们将rows存在pages中，而rows包含了设计好的三个字段。因此Rows的存储结构需要设计偏移量

将rows数据按行存储的过程称为：serialize_row，
逆过程为deserialize_row
设计以下两个函数：
void serialize_row(Row source, void destination)**
void deserialize_row(void source, Row destination) **

设计Table属性，来展示Table信息

• num_rows 表示的是Table中记录的数量
• pages数组 数组中的每一个元素为一页。
  PAGE_SIZE定义为4kb，和通常数据库的页面大小一样

const uint32_t PAGE_SIZE = 4096;
#define TABLE_MAX_PAGES 100
const uint32_t ROWS_PER_PAGE = PAGE_SIZE / ROW_SIZE;
const uint32_t TABLE_MAX_ROWS = ROWS_PER_PAGE * TABLE_MAX_PAGES;

typedef struct {
  uint32_t num_rows;
  void* pages[TABLE_MAX_PAGES];
} Table;

在这个菜鸟DB中，设定我们能保存的最大页数为100，但是在实际使用中，虽然在内存中有保存的页数的限制，但数据库的大小仅由文件大小限定。
另外，行是不能超出页面边界的。因为每个页的存储并不是连续的，超出边界会让读取速度减慢（因为又要去找下一个页）

从table中读取row：
void* row_slot(Table* table, uint32_t row_num)
table中存了row的数量和page本身。读取的是row应该存放的地址。 一通指针直接操作内存猛如虎~

void* read_slot(Table* table,uint32_t row_num){

    int page_id=row_num/ROW_NUM_PER_PAGE;
    void* page=table->page[page_id];

   if(page==NULL){
       //insert
       page=malloc(PAGE_SIZE);
       table->page[page_id]=page;
   }
   uint32_t row_offset=row_num%ROW_NUM_PER_PAGE;
   uint32_t offset=row_offset*ROW_SIZE;
   return offset+page;
}

然后修改执行器execute和main
执行器注意封装：

ExecuteResult execute_insert(Statement* statement,Table* table){
    if(table->row_num>=TABLE_MAX_ROWS){
        return EXECUTE_TABLE_FULL;
    }
    Row *row=&(statement->row);
    serialize_row(row, read_slot(table,table->row_num));
    table->row_num++;
    return EXECUTE_SUCCESS;
}

void print_row(Row* row){
    printf("(%d %s %s)\n",row->id,row->username,row->email);
}

ExecuteResult execute_select_all(Statement* statement,Table* table){
    uint32_t all_num=table->row_num;
    if(all_num<0) return EXECUTE_ERROR;
    Row row;
    for(uint32_t i=0;i<all_num;i++){
        deserialize_row(read_slot(table,i),&row);
        print_row(&row);
    }

    return EXECUTE_SUCCESS;


}

ExecuteResult execute_statement(Statement* statement,Table* table){
    switch (statement->type) {
        case(STATEMENT_INSERT):
            printf("insert successfully!\n");
            return execute_insert(statement,table);
        case (STATEMENT_SELECT):
            printf("select successfully!\n");
            return execute_select_all(statement,table);
        case(STATEMENT_DELETE):
            printf("do delete\n");
            break;
        case(STATEMENT_UPDATE):
            printf("do update\n");
            break;
    }
}