【MyDB】4-VersionManager 之 4-VM的实现

VM 的实现

本章代码位于：top/xianghua/mydb/server/vm/VersionManagerImpl.java

top/xianghua/mydb/server/vm/VersionManager.java

VM(VersionManager)的基本定义与实现优化

接下来，在介绍完了VM所依赖的记录版本，事务隔离以及死锁检测后，我们来到了最终VersionManager的实现。

VM 层通过 VersionManager 接口，向上层提供用于管理事务和数据操作的基本功能。包括事务的开始，提交，回滚以及数据的插入，读取和删除，VersionManager的基本定义如下：

public interface VersionManager {byte[] read(long xid, long uid) throws Exception;long insert(long xid, byte[] data) throws Exception;boolean delete(long xid, long uid) throws Exception;long begin(int level);void commit(long xid) throws Exception;void abort(long xid);
}

同时，VM 的实现类还被设计为 Entry 的缓存，需要继承 AbstractCache<Entry>。需要实现的获取到缓存和从缓存释放的方法很简单：

@Override
protected Entry getForCache(long uid) throws Exception {Entry entry = Entry.loadEntry(this, uid);if(entry == null) {throw Error.NullEntryException;}return entry;
}@Override
protected void releaseForCache(Entry entry) {entry.remove();
}

具体功能实现

begin()开启事务

begin() 开启一个事务，并初始化事务的结构，将其存放在 activeTransaction 中，用于检查和快照使用：

    @Override/*** 根据传入的隔离级别开启一个事务* level：0表示读已提交，1表示可重复读*/public long begin(int level) {lock.lock();try {long xid = tm.begin(); // 事务管理器开启一个事务，返回一个xidTransaction t = Transaction.newTransaction(xid, level, activeTransaction); // 创建一个事务对象activeTransaction.put(xid, t); // 将事务对象放入活跃事务集合中return xid; // 返回事务id} finally {lock.unlock();}}

commit()提交事务

commit() 方法提交一个事务，主要就是 free 掉相关的结构，并且释放持有的锁，并修改 TM 状态：

1. 获取事务对象

2. 将事务对象从活跃事务集合中移除

3. 从LockTable中释放该事务占用的资源，并提交事务

    /*** 提交事务* @param xid* @throws Exception*/@Overridepublic void commit(long xid) throws Exception {// 1. 获取事务对象lock.lock();Transaction t = activeTransaction.get(xid); // 获取事务对象lock.unlock();try {if(t.err != null) {throw t.err;}} catch(NullPointerException n) {System.out.println(xid);System.out.println(activeTransaction.keySet());Panic.panic(n);}// 2. 将事务对象从活跃事务集合中移除lock.lock();activeTransaction.remove(xid); // 将事务对象从活跃事务集合中移除lock.unlock();// 3. 从LockTable中释放该事务占用的资源，并提交事务lt.remove(xid); // 将事务对象从LockTable中移除tm.commit(xid); // 事务管理器提交事务}

abort 中止事务

abort 事务的方法则有两种，手动和自动。手动指的是调用 abort() 方法，而自动，则是在事务被检测出出现死锁时，会自动撤销回滚事务；或者出现版本跳跃时，也会自动回滚：

1. 从activeTransaction中根据xid获取事务对象
2. 从LockTable中释放该事务占用的资源，并调用事务管理器终止事务

    @Overridepublic void abort(long xid) {internAbort(xid, false);}private void internAbort(long xid, boolean autoAborted) {lock.lock();Transaction t = activeTransaction.get(xid);if(!autoAborted) {activeTransaction.remove(xid);}lock.unlock();if(t.autoAborted) return;lt.remove(xid);tm.abort(xid);
}

read 读取uid对应的数据记录所在的entry

read() 方法读取一个 entry，注意判断下可见性即可：

    /*** 读取数据* @param xid* @param uid* @return* @throws Exception*/@Overridepublic byte[] read(long xid, long uid) throws Exception {// 1. 获取事务对象lock.lock();Transaction t = activeTransaction.get(xid);lock.unlock();if(t.err != null) {throw t.err;}// 2. 尝试从缓存中获取对应的entryEntry entry = null;try {entry = super.get(uid);} catch(Exception e) {if(e == Error.NullEntryException) {return null;} else {throw e;}}// 3. 判断事务是否可见try {if(Visibility.isVisible(tm, t, entry)) {return entry.data();} else {return null;}} finally {entry.release();}}

insert方法，插入数据

insert() 则是将数据包裹成 Entry，无脑交给 DM 插入即可：

@Override
public long insert(long xid, byte[] data) throws Exception {lock.lock();Transaction t = activeTransaction.get(xid);lock.unlock();if(t.err != null) {throw t.err;}byte[] raw = Entry.wrapEntryRaw(xid, data);return dm.insert(xid, raw);
}

delete方法

delete() 方法看起来略为复杂：

    @Overridepublic boolean delete(long xid, long uid) throws Exception {// 1. 获取事务对象lock.lock();Transaction t = activeTransaction.get(xid);lock.unlock();// 2. 尝试从缓存中获取对应的entryif(t.err != null) {throw t.err;}Entry entry = null;try {entry = super.get(uid);} catch(Exception e) {if(e == Error.NullEntryException) {return false;} else {throw e;}}// 3. 判断事务是否可见try {// 3.1 如果事务不可见，则返回falseif(!Visibility.isVisible(tm, t, entry)) {return false;}// 3.2 如果事务可见，则尝试获取锁Lock l = null;try {// 尝试获取指定 xid 和 uid 的锁l = lt.add(xid, uid);} catch(Exception e) {// 如果加锁失败，则抛出异常，并回滚事务t.err = Error.ConcurrentUpdateException;internAbort(xid, true);t.autoAborted = true;throw t.err;}// 3.3 如果成功获取到锁，锁定并立即解锁if(l != null) {l.lock();l.unlock();}// 3.4 如果 entry 的 Xmax 等于当前事务的 xid，说明该 entry 已经被当前事务删除，返回 falseif(entry.getXmax() == xid) {return false;}// 3.5 检查是否发生版本跳过，如果发生版本跳过，则抛出异常if(Visibility.isVersionSkip(tm, t, entry)) {t.err = Error.ConcurrentUpdateException;internAbort(xid, true);t.autoAborted = true;throw t.err;}// 3.6 设置 entry 的 Xmax 为当前事务的 xid，并返回 trueentry.setXmax(xid);return true;} finally {// 4. 释放锁entry.release();}}t.autoAborted = true;throw t.err;}// 3.6 设置 entry 的 Xmax 为当前事务的 xid，并返回 trueentry.setXmax(xid);return true;} finally {// 4. 释放锁entry.release();}}