1、LevelDB概述

LevelDB是Google開源的持久化KV單機數據庫，具有很高的隨機寫，順序讀/寫性能，但是隨機讀的性能很一般，也就是說，LevelDB很適合應用在查詢較少，而寫很多的場景。

LevelDB的特點：

• key和value都是任意長度的字節數組；
• entry（即一條K-V記錄）默認是按照key的字典順序存儲的，當然開發者也可以重載這個排序函數；
• 提供的基本操作接口：Put()、Delete()、Get()、Batch()；
• 支持批量操作以原子操作進行；
• 可以創建數據全景的snapshot(快照)，並允許在快照中查找數據；
• 可以通過前向（或後向）叠代器遍歷數據（叠代器會隱含的創建一個snapshot）；
• 自動使用Snappy壓縮數據；
• 可移植性；

Fabric中使用了goleveldb包，即https://github.com/syndtr/goleveldb/。

goleveldb的基本操作：

• 打開數據庫，db, err:=leveldb.OpenFile("./db", nil)。作用就是在當前目錄下創建一個db文件夾作為數據庫的目錄。
• 存儲鍵值，db.Put([]byte("key1"),[]byte("value1"),nil)。作用就是在數據庫中存儲鍵值對 key1-value1。leveldb數據庫中對鍵值的操作都是byte格式化的數據。
• 獲取鍵值對，data,_ := db.Get([]byte("key1"),nil)，獲取key1對應的值。
• 遍歷數據庫，iter := db.NewIterator(nil, nil)，for iter.Next(){ fmt.Printf("key=%s,value=%s\n",iter.Key(),iter.Value()) }，iter.Release()。作用就是建立叠代器iter，然後依次遍歷數據庫中所有的數據並打印鍵和值，最後釋放叠代器iter。
• 關閉數據庫，db.Close()。

Fabric中LevelDB代碼，分布在common/ledger/util/leveldbhelper目錄，目錄結構如下：

• leveldb_provider.go，定義了結構體Provider、Provider、UpdateBatch、Iterator及其方法。
• leveldb_helper.go，定義了DB結構體及方法。

2、DB結構體及方法

DB結構體定義：對實際數據存儲的包裝。

type Conf struct {
????DBPath string //路徑
}

type DB struct {
????conf    *Conf //配置
????db      *leveldb.DB //leveldb.DB對象
????dbState dbState //type dbState int32
????mux     sync.Mutex //鎖

????readOpts        *opt.ReadOptions
????writeOptsNoSync *opt.WriteOptions
????writeOptsSync   *opt.WriteOptions
}
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_helper.go

涉及如下方法：對goleveldb包做了封裝。

func CreateDB(conf *Conf) *DB //創建DB實例
func (dbInst *DB) Open() //leveldb.OpenFile，創建並打開leveldb數據庫（如目錄不存在則創建）
func (dbInst *DB) Close() //db.Close()
func (dbInst *DB) Get(key []byte) ([]byte, error) //db.Get
func (dbInst *DB) Put(key []byte, value []byte, sync bool) error //db.Put
func (dbInst *DB) Delete(key []byte, sync bool) error //db.Delete
func (dbInst *DB) GetIterator(startKey []byte, endKey []byte) iterator.Iterator //db.NewIterator，創建叠代器
func (dbInst *DB) WriteBatch(batch *leveldb.Batch, sync bool) error //db.Write，批量寫入
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_helper.go

3、DBHandle結構體及方法

DBHandle結構體定義：封裝DB，目的為給key添加dbName前綴，添加和拆除前綴通過constructLevelKey(h.dbName, key)和retrieveAppKey()實現。

type DBHandle struct {
????dbName string //DB名稱
????db     *DB //type DB struct
}
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go

涉及如下方法：

func (h *DBHandle) Get(key []byte) ([]byte, error) //h.db.Get
func (h *DBHandle) Put(key []byte, value []byte, sync bool) error //h.db.Put
func (h *DBHandle) Delete(key []byte, sync bool) error //h.db.Delete
func (h *DBHandle) WriteBatch(batch *UpdateBatch, sync bool) error //h.db.WriteBatch
func (h *DBHandle) GetIterator(startKey []byte, endKey []byte) *Iterator //h.db.GetIterator
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go

補充UpdateBatch結構體及方法：

type UpdateBatch struct {
????KVs map[string][]byte
}
func NewUpdateBatch() *UpdateBatch //構造UpdateBatch
func (batch *UpdateBatch) Put(key []byte, value []byte) //batch.KVs[string(key)] = value
func (batch *UpdateBatch) Delete(key []byte) //batch.KVs[string(key)] = nil
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go

補充Iterator結構體及方法：封裝github.com/syndtr/goleveldb/leveldb/iterator

type Iterator struct {
????iterator.Iterator
}
func (itr *Iterator) Key() []byte //itr.Iterator.Key()拆除dbName
func constructLevelKey(dbName string, key []byte) []byte //為key添加dbName
func retrieveAppKey(levelKey []byte) []byte //為key拆除dbName
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go

4、Provider結構體及方法

Provider結構體定義：將單個物理LevelDB，虛擬為多個邏輯LevelDB

type Provider struct {
????db        *DB
????dbHandles map[string]*DBHandle
????mux       sync.Mutex
}
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go

涉及方法如下：

func NewProvider(conf *Conf) *Provider {//創建並打開db，構造Provider
????db := CreateDB(conf)
????db.Open()
????return &Provider{db, make(map[string]*DBHandle), sync.Mutex{}}
}

//獲取名稱為dbName的leveldb句柄
func (p *Provider) GetDBHandle(dbName string) *DBHandle {
????p.mux.Lock()
????defer p.mux.Unlock()
????dbHandle := p.dbHandles[dbName]
????if dbHandle == nil {
????????dbHandle = &DBHandle{dbName, p.db}
????????p.dbHandles[dbName] = dbHandle
????}
????return dbHandle
}

//關閉leveldb
func (p *Provider) Close() {
????p.db.Close()
}
//代碼在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
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