一起写个数据库 —— 1. 从最简单的 TM 开始

本文原载于我的博客：https://ziyang.moe/article/mydb1.html

本章涉及代码都在 https://github.com/CN-GuoZiyang/MYDB/tree/master/src/main/java/top/guoziyang/mydb/backend/tm 中。

如第 0 章所述：

TM 通过维护 XID 文件来维护事务的状态，并提供接口供其他模块来查询某个事务的状态。

XID 文件

下面主要是规则的定义了。

在 MYDB 中，每一个事务都有一个 XID，这个 ID 唯一标识了这个事务。事务的 XID 从 1 开始标号，并自增，不可重复。并特殊规定 XID 0 是一个超级事务（Super Transaction）。当一些操作想在没有申请事务的情况下进行，那么可以将操作的 XID 设置为 0。XID 为 0 的事务的状态永远是 committed。

TransactionManager 维护了一个 XID 格式的文件，用来记录各个事务的状态。MYDB 中，每个事务都有下面的三种状态：

0. active，正在进行，尚未结束
1. committed，已提交
2. aborted，已撤销（回滚）

XID 文件给每个事务分配了一个字节的空间，用来保存其状态。同时，在 XID 文件的头部，还保存了一个 8 字节的数字，记录了这个 XID 文件管理的事务的个数。于是，事务 xid 在文件中的状态就存储在 (xid-1)+8 字节处，xid-1 是因为 xid 0（Super XID） 的状态不需要记录。

TransactionManager 提供了一些接口供其他模块调用，用来创建事务和查询事务状态。更具体的：

public interface TransactionManager {
   
    long begin();                       // 开启一个新事务
    void commit(long xid);              // 提交一个事务
    void abort(long xid);               // 取消一个事务
    boolean isActive(long xid);         // 查询一个事务的状态是否是正在进行的状态
    boolean isCommitted(long xid);      // 查询一个事务的状态是否是已提交
    boolean isAborted(long xid);        // 查询一个事务的状态是否是已取消
    void close();                       // 关闭TM
}

实现

规则很简单，剩下的就是编码了。首先定义一些必要的常量：

// XID文件头长度
static final int LEN_XID_HEADER_LENGTH = 8;
// 每个事务的占用长度
private static final int XID_FIELD_SIZE = 1;
// 事务的三种状态
private static final byte FIELD_TRAN_ACTIVE   = 0;
private static final byte FIELD_TRAN_COMMITTED = 1;
private static final byte FIELD_TRAN_ABORTED  = 2;
// 超级事务，永远为commited状态
public