閱讀 Berdely DB 1.8.6 版。

基本資料結構

1、 資料庫

資料庫結構只含有兩個成員變數：

type ： DBTYPE 型別，用於標示資料庫使用的資料型別，為列舉型別，列舉值可以為 DB_BTREE, DB_HASH, DB_RECNO ，分別表示 B 樹、雜湊表、 RECNO 演算法；

internal ： void 型別指標，用於指向實際儲存資料的資料結構，就 B+ 樹來講，指向 B+ 樹結構；

資料庫的成員變數：

close ：關閉資料庫；

del ：刪除資料庫；

get ：根據關鍵字獲取一條記錄；

put ：寫入 / 更新一條記錄；

seq ：順序遍歷；

sync ：緩衝池與永久儲存器中的資料同步，即將資料寫入硬碟；

fd ：獲取資料庫檔案描述符，記憶體資料庫沒有檔案描述符。

資料節點：資料節點用於在程式中傳遞關鍵字 / 資料的結構，有兩個成員變臉，

data ： void 型別指標，存放資料內容；

size ： size_t 型別， data 的長度；

B 樹基本資訊結構：含有 6 個成員變數和 2 個成員函式，記錄 B 樹的基本屬性。

flags ：無符號 long 型別，表示資料庫是否支援多條記錄具備同一個關鍵字；

cachesize ：無符號 int 型，可緩衝的位元組數；

maxkeypage ： int 型，每頁可含有最大鍵的個數；

minkeypage ： int 型，每頁必須含有鍵數量的最小值；

psize ：無符號 int 型，頁面的大小；

lorder ： int 型，記錄機器的位元組順序，即大小端；

成員變數：

compare ：鍵的比較函式；

prefix ：鍵的字首比較函式，使用可以提高查詢的效能；

以上資料結構是 db.h 中的資料結構。

2、 緩衝池

緩衝池用於緩衝資料庫檔案在記憶體中的資料，以記憶體頁為單位；具有 8 個成員變數：

lqh ： lru （ Least Recently Used ，最近最久未使用演算法）佇列頭；

hqh ：雜湊表；

curcache ：當前緩衝頁的編號；

maxcache ：緩衝頁的最大編號；

npages ：資料庫檔案含有頁的數量；

pagesize ：檔案頁的大小；

fd ：資料庫檔案描述符；

pgcookie ：指向具體的資料庫結構，譬如 B 樹；

2 個成員函式：

pgin ：資料匯入時處理位元組大小端問題；

pgout ：資料匯出時處理大小端問題；

頁面節點：頁面節點用於儲存頁面資訊，是緩衝池的 lqh 和 hqh 操縱的物件，含有 5 個成員變數，

hq ：雜湊佇列，用於連線的結構體；

q ： lru 佇列，用於連線的結構體；

page ： void 型別指標，指向頁面的實際記憶體地址；

pgno ：頁面編號；

flags ：頁面的狀態，已修改（需寫回）、正訪問、備使用；

以上資料結構是 mpool.h 中的資料結構。

3、 B 樹

記憶體頁結構：用於記錄記憶體頁的資訊，位於頁面的開頭部分，含有 7 個成員變數：

pgno ：頁面編號；

prevpg ：左兄弟；

nextpg ：右兄弟；

flags ：頁面型別；

lower ：空閒區低端指標；

upper ：空想區高階指標；

linp ：頁面儲存實際資料的索引起點；

關於記憶體頁需要關注其具體的部署，上述資料結構儲存於頁面的開始部分，從 linp 到頁面結束用於儲存實際的資料，同時這部分分為三個部分，靠近頁面開始的部分，即 linp 開始的部分是索引區，從頁面的最高階，即頁面結束的地址，向頁面開始方向是資料區，中間的部分是空閒區，空閒區使用 lower 和 upper 劃定區間，即如果以 END 標示頁面的最高地址 — 結束地址，則 linp-- （ *lower ）是索引區，（ *lower ） -- （ *upper ）是空閒區，（ *upper ） --END 是資料區；當向頁面中寫入資料時，首先按照資料的大小在空閒區分配相應的區間，分配方式是將（ *upper ）向（ *lower ）方向移動待存入資料大小的空間，然後，將此事 upper 指向的地址記錄下來，即索引的值，這就需要為索引分配一個記憶體空間，分配的方式是將（ *lower ）向（ *upper ）方向移動存放地址的空間。如此完成了對儲存資料的分配，對資料的訪問通過 linp[] 即可取出對應的 index 的值，從而訪問需要的資料。至於訪問時如何知道資料的大小，資料的開始 4 個位元組構成的無符號整數記錄的資料的實際大小。

B 樹內部結點：有四個成員變數，

ksize ：鍵的大小；

pgno ：所在頁面的編號；

flags ：儲存的資料型別，大資料、大鍵值；

bytes ：具體資料的起始地址；

說明：在儲存時結點的後面就是資料的值，這樣一個結點實際佔有的記憶體就是被解構的大小加上 ksize 的值；

B 樹葉子結點：有四個成員變數，

ksize ：鍵的大小；

dsize ：資料的大小；

flags ：資料型別，大資料、大鍵值；

bytes ：儲存資料 / 鍵內容的起始地址；

說明：實際的內容接在上述結構的後面，首相存放的是鍵的值，之後存放的是資料的值，由於葉子結點中使用 ksize 和 dsize 分別記錄鍵值和資料值的長度，所以不用擔心二者的定址，這樣葉子節點的大小就是結點的大小加上 ksize 和 dsize 。

記錄定址結構：用於儲存傳遞記錄的定址資訊，含有兩個成員變數，

pgno ：記錄所在頁面的編碼；

index ：記錄在頁面中的位置；

說明：從上面頁面結構、內部結點結構和葉子結點結構的分析可知，一條記錄要麼指向一個頁面（內部結點），要麼就是實際的資料。

記錄定址結構 2 ：含有兩個成員變數，

page ：頁面指標；

index ：記錄在頁面中的位置；

說明：與上一個結構使用的場合不同。

遊標：含有四個成員變數，

pg ：遊標停留的頁面編號；

key ：鍵值；

rcursor ：遊標指向的記錄索引；

flags ：遊標的狀態；

B 樹元資料結構：儲存 B 樹的元資料資訊，含有 6 個成員變數，

magic ：魔數；

version ：版本資訊；

psize ：頁面大小；

free ：空閒頁面連結串列，記錄第一個空閒頁面的編號；

nrecs ：

flags ：樹性質，是否支援多條記錄只用相同的鍵，是否是 RECNO ；

說明：資料庫檔案的第 0 頁的開始部分存放著 B 樹元資料結構，本頁的剩餘部分空閒；

B 樹結構：

成員變數：

bt_mp ：緩衝池；

bt_dbp ：指向資料庫結構的指標；

bt_cur ：當前正使用的頁面編號；

bt_pinned ：正被其他函式使用的頁面；

bt_cursor ：遊標；

bt_stack ：訪問頁面的祖先結點棧；

bt_sp ：棧指標；

bt_rkey ：一些操作返回記錄暫時存放的鍵值；

bt_rdata ：一些操作返回記錄暫時存放的資料值；

bt_fd ：樹的檔案描述符；

bt_free ：下一個空閒頁；

bt_psize ：頁面大小；

bt_ovflsize ：大資料的標準；

bt_lorder ：位元組順序；

bt_order ：順序遍歷方向：未設定、向後、向前；

bt_last ：最近插入的頁面；

flags ：樹的屬性，是否支援鎖功能等；

成員函式：

bt_cmp ：鍵值比較函式；

bt_pfx ：字首比較函式；