一个追逐梦想的码农

本文介绍了链表节点为不同数据类型时的处理方法，定义了抽象类型后使引用的类型统一，同时在遍历树形链表时，对于成员仍为链表时，采用深度优先的递归遍历。这种链表在数据库内核中应用比较广泛，比如在SQL语法解析时，将语法的各子句解析成不同的数据类型，而像select子句，可以写多个列名，该子句内部又以链表形成存储列信息。

程序就是算法 + 数据结构， 今天我们就来看看最基础的数据结构——链表。在实际软件应用中，经常需要存储数据，往往存储的数据量在运行时会随着情况的变化而变化；而链表就是一个很好的容器，可以很好的应对变化，不仅对于链表中的数据插入删除，还是不断新增数据。基于链表，可以实现多种数据结构，如队列，栈，树等。本章节就来分享一下链表的形式。

前面几节介绍了链表的各种形式与应用，从本节开始进入到实战阶段，从开发大型软件角度，来看这些链表结构如何实现；这里的实现与初学时的例子会有很大的区别，在大型软件中，链表常常作为一个公共组件出现，开发者更多的是调用和使用，所以它必须有非常好的扩展性，能够承载很多数据类型，而链表算法非常稳定，不需要再次重写；虽然链表是很小的一个组件，不仅仅需要编码实现，也会有设计思想的融合，最后还会对它的功能和性能的分析。

前文介绍了单向链表，它结构简单易用，但是需要对数据经常随机插入和删除的场景，就显得非常麻烦，需要遍历找到前驱节点。今天来分享一下双向循环链表，每个节点有前继与后继指针，同时它链表的头和尾也是相连的，这样就可以在任意位置开始遍历。本文就来介绍双向循环链表有那些操作，来设计一个通用的双向循环链表组件。

hash表的应用非常广泛，在网上也可以看到分享的各种hash表的实现，都比较概念化。本章节从实战的角度出发，以数据库内核中的应用为例，来看看hash表的原理与实现。

本文分享了分段hash表的实现与原理，在高并发场景下，为了hash操作的一致性，又同时提升hash表的吞吐量，采用分段hash，在没有hash段冲突时，可以同时进行N个并发操作，N即为段的数量。对于分段的原量，分享了段数量可变的分段方法，通过计算段数量的2的幂，来动态确定占用的二进制位的数量，生成对应的段掩码。

缓存这一组件，在高性能软件中是个必选项，当然数据库中也是必不可少的模块。缓存有各种各样的实现方式，尤其缓存的替换算法孰好孰劣，比较不断。针对不同的数据，用途，在数据库中有多种形式的缓存，本文就来介绍数据库中用到的缓存形式。

在数据库中有多种缓存使用场景，其中最大的缓存是表数据的缓存，一般作为多个并发的共享缓存池来使用。表数据从磁盘先加载到缓存池中，数据库对数据的所有操作都在缓存中进行，这避免了频繁对磁盘的读写操作；同一块数据在缓存池中只加载一次，所以会存在并发访问。这就要求缓存池支持并发访问，同时在大并发时有一定的扩展性，加大并发时缓存不能成为性能瓶颈；同时缓存有上限，支持淘汰替换机制。本节分享基于时钟算法的共享缓存池的实现机制。

继续数据缓存池的分享，继上节通过hashTable查找缓存数据块，如果找到之后会对数据块缓存进行操作，本节重点对数据块缓存操作时的注意事项与实现流程进行分析。

一般增加缓存是为了减少IO次数，让更多业务需要的数据驻留在内存中，提升整体的性能。但是引入缓存后，会带来缓存穿透、抖动、击穿、雪崩的问题；本节就来看一看这些问题在我们实现的缓存池上如何解决的。

在动态内存使用频繁的应用程序中，不仅与操作系统交互多，而且会造成大量的内存碎片，增加额外的系统负担。本文分享了通过动态内存池的方法，每次申请一个内存页，然后在当有动态内存需要时，进行切分，可以避够内存碎片的产生。当然也存在很多可优化的地方，在释放时可以保留一部分内存页在freeList中，这样进一步减少与操作系统的交互。

现代的CPU都会采用多个core的形式具有并行执行的能力，同一时间可以打开多个应用程序，即使是我们的手机，它的CPU也是非常强大的多核处理器。如何让我们开发的应用程序充分利用多核CPU呢，这就不得不说多线程模型。本文就来分享一下多线程模型的搭建与使用。

数据库的执行引擎的常见模型：* 火山模型/迭代模型，采用自顶向下拉取数据的模式，执行计划生成树状结构的操作节点树，从根开始执行，每个操作都会有一个next方法，来获取下一条数据，操作之间也只传递一条数据。* 编译模型/物化模型，采用向上推送的模式，从最低层操作执行，每个操作将数据输出，作为下一个父操作的输入；这种模型以数据为中心，可以有效利用cache，各操作之间数据获取可以提升cache的命中率。* 向量模型/批处理模型，也是迭代模式执行，不同之处在于，每个操作会处理一批数据，生成的输出也是一组数

本文主要分享了火山执行器模型中的四种基本节点类型：投影节点，选择节点，嵌套节点，扫描节点，以及它们的功能与节点结构的定义。

上一节介绍了火山模型执行器中的四个基础节点类型：投影节点，选择节点，嵌套节点，扫描节点；以及四种节点的作用与结构定义。本节来分享一下这四种节点的执行框架，节点的初始化，节点执行，迭代获取数据，以及数据的输入输出流程。

日志模块是一个软件的基础模块，虽然有一些开源的日志系统，但是选择一个简洁而高效的日志模块，在软件运行过程中产生大量日志时，还能高效的运行，这非常关键。

本文介绍了词法分析的流程，规则匹配，以及分解token的机制，当然不同的语言，规则的复杂度也不同；它是一套通用的流程，因此诞生了很多优秀的词法分析工具，只需要定义规则，就能高效的完成分词的处理。