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兄弟连区块链教程Fabric1.0源代码分析LevelDB KV数据库

兄弟连区块链教程Fabric1.0源代码分析LevelDB KV数据库Fabric 1.0源代码笔记 之 LevelDB(KV数据库)
1、LevelDB概述
LevelDB是Google开源的持久化KV单机数据库,具有很高的随机写,顺序读/写性能,但是随机读的性能很一般,也就是说,LevelDB很适合应用在查询较少,而写很多的场景。
LevelDB的特点:
key和value都是任意长度的字节数组;
entry(即一条K-V记录)默认是按照key的字典顺序存储的,当然开发者也可以重载这个排序函数;
提供的基本操作接口:Put()、Delete()、Get()、Batch();
支持批量操作以原子操作进行;
可以创建数据全景的snapshot(快照),并允许在快照中查找数据;
可以通过前向(或后向)迭代器遍历数据(迭代器会隐含的创建一个snapshot);
自动使用Snappy压缩数据;
可移植性;
Fabric中使用了goleveldb包,即github.com/syndtr/goleveldb/。
goleveldb的基本操作:
打开数据库,db, err:=leveldb.OpenFile(\”./db\”, nil)。作用就是在当前目录下创建一个db文件夹作为数据库的目录。
存储键值,db.Put([]byte(“key1”),[]byte(“value1”),nil)。作用就是在数据库中存储键值对 key1-value1。leveldb数据库中对键值的操作都是byte格式化的数据。
获取键值对,data,_ := db.Get([]byte(“key1”),nil),获取key1对应的值。
遍历数据库,iter := db.NewIterator(nil, nil),for iter.Next(){ fmt.Printf(“key=%s,value=%s ”,iter.Key(),iter.Value()) },iter.Release()。作用就是建立迭代器iter,然后依次遍历数据库中所有的数据并打印键和值,最后释放迭代器iter。
关闭数据库,db.Close()。
Fabric中LevelDB代码,分布在common/ledger/util/leveldbhelper目录,目录结构如下:
leveldb_provider.go,定义了结构体Provider、Provider、UpdateBatch、Iterator及其方法。
leveldb_helper.go,定义了DB结构体及方法。
2、DB结构体及方法
DB结构体定义:对实际数据存储的包装。
type Conf struct {
DBPath string //路径
}

type DB struct {
conf *Conf //配置
db *leveldb.DB //leveldb.DB对象
dbState dbState //type dbState int32
mux sync.Mutex //锁

readOpts *opt.ReadOptions
writeOptsNoSync *opt.WriteOptions
writeOptsSync *opt.WriteOptions
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_helper.go
涉及如下方法:对goleveldb包做了封装。
func CreateDB(conf *Conf) *DB //创建DB实例
func (dbInst *DB) Open() //leveldb.OpenFile,创建并打开leveldb数据库(如目录不存在则创建)
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,创建迭代器
func (dbInst *DB) WriteBatch(batch *leveldb.Batch, sync bool) error //db.Write,批量写入
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_helper.go
3、DBHandle结构体及方法
DBHandle结构体定义:封装DB,目的为给key添加dbName前缀,添加和拆除前缀通过constructLevelKey(h.dbName, key)和retrieveAppKey()实现。
type DBHandle struct {
dbName string //DB名称
db *DB //type DB struct
}
//代码在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
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
补充UpdateBatch结构体及方法:
type UpdateBatch struct {
KVs map[string][]byte
}
func NewUpdateBatch() *UpdateBatch //构造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
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
补充Iterator结构体及方法:封装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 //为key添加dbName
func retrieveAppKey(levelKey []byte) []byte //为key拆除dbName
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
4、Provider结构体及方法
Provider结构体定义:将单个物理LevelDB,虚拟为多个逻辑LevelDB
type Provider struct {
db *DB
dbHandles map[string]*DBHandle
mux sync.Mutex
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
涉及方法如下:
func NewProvider(conf *Conf) *Provider {//创建并打开db,构造Provider
db := CreateDB(conf)
db.Open()
return &Provider{db, make(map[string]*DBHandle), sync.Mutex{}}
}

//获取名称为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
}

//关闭leveldb
func (p *Provider) Close() {
p.db.Close()
}
//代码在common/ledger/util/leveldbhelper/leveldb_provider.go
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