From f06fd7b5e5591d863a18332f2838353918577018 Mon Sep 17 00:00:00 2001
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Date: Thu, 28 Nov 2024 20:12:12 +0800
Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?3DB=E8=AE=BE=E8=AE=A1=E8=AE=BE=E6=83=B3?=
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MIME-Version: 1.0
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Content-Transfer-Encoding: 8bit

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 3DB设计.md | 65 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 1 file changed, 65 insertions(+)
 create mode 100644 3DB设计.md

diff --git a/3DB设计.md b/3DB设计.md
new file mode 100644
index 0000000..3e155a0
--- /dev/null
+++ b/3DB设计.md
@@ -0,0 +1,65 @@
+# 3DB
+分别为kvDB,indexDB,metaDB。其中，前两个和之前存储内容相同，metaDB用来维护与并发控制相关的内容
+为了达成一致性，这里需要要有一个全局唯一的seq或者timestamp。这个信息编码在userkey中，比较器要进行对应修改，metaDB要按照先后顺序排列，另外两个不用考虑timestamp
+# 具体操作
+这里将操作类型进行分类：普通put和get，索引put和get，创建（删除）索引。
+接下来将根据这个分类进行阐述
+
+## 普通put和get
+普通get直接调用kvDB的get
+普通put要判断当前是否进行索引put和创建（删除）索引操作。如果有，则需要进入taskqueue等待。
+
+## 索引put
+如果当前字段中没有需要创建索引的，那么就是普通put
+
+如果当前没有正在创建（修改）的索引或者之前的对于同一个key的索引put，则首先向metaDB写入标记`(key,creating/deleting)`，表示事务的开始。然后构建请求，并向kvDB和indexDB分别写入。所有的请求的时间戳都和metaDB中标记的时间戳相同。全部完成之后，将之前在metaDB中的标记delete，表示事务的结束。
+
+如果当前有正在创建（修改）的索引或者之前的对于同一个key的索引put，则判断本次put是否含有对应的索引，如果没有则按上面一段的操作进行。如果含有，则加入之前设计中的taskqueue，在索引创建完成后会进行处理。
+
+我觉得：索引put涉及到了indexDB和kvDB两者之间的原子性
+
+## 创建（删除）索引
+在进行这个操作之前对metaDB写入一个标记`(field,creating/deleting)`，表示在field上创建（删除）索引操作的事务的开始。（注：这里的key是包含了时间戳或者seq的）。
+
+之后扫描kvDB，构建相应请求，对indexDB进行写入，这里也是通过writebatch写入的。写入完成之后，将之前的标记清除，表示当前的事务结束了。之后对于taskqueue里面的请求进行处理，完成之后，唤醒taskqueue中的请求。
+
+我觉得：创建（删除）索引这个操作实际上只对indexDB进行了写入请求，并不涉及indexDB和kvDB两者之间的一致性
+
+## 索引get
+如果没有索引，则返回；如果索引正在创建，则存到taskqueue中，在索引创建完成之后进行处理（这里或许也可以直接返回）；如果存在索引则将请求发往indexDB。
+
+# 一致性，崩溃恢复（recovery）
+## 创建（删除）索引
+如果meta中存在记录`(field,creating/deleting)`，则表示在创建（删除）索引的过程中的某个时间节点崩溃了。
+
+如果在metaDB写入标记后崩溃，indexDB写入前崩溃。由于这个操作只涉及indexDB，且与当前创建（删除）索引相关的写入请求都被阻塞了，所以只要再扫描一遍全部的kvDB构造index写入请求就可以了。
+
+如果是在indexDB写入完成之后崩溃，这实际上已经完成了创建（删除）索引操作，所以把metaDB中的标记清除即可。
+
+这里最主要的问题在于如何判断崩溃时间点。对于写入标记前后通过metaDB中的记录判断。对于是否对indexDB完成写入通过能否在indexDB中找到对应的索引判断，因为索引是一个writebatch整体写入的，有原子性。
+
+## 索引put
+索引put涉及到kvDB和indexDB写入的一致性，这一点通过时间戳机制来保证。
+
+如果metaDB中有记录`(key,creating/deleting)`，那么表明索引put过程中的某个时间节点崩溃了。由于kvDB和indexDB的写入是并发进行的，所以可能会出现四种情况：
+1. kvDB和indexDB写入均未完成
+2. kvDB写入完成而indexDB未完成。
+3. kvDB写入未完成而indexDB写入完成
+4. 两者写入都完成，但是没有清除记录
+
+kvDB的写入情况的判断如下：通过metaDB中的记录的key，查询kvDB。如果是creating操作且记录不存在或者得到的时间戳不等于metaDB记录的时间戳，则表明写入未完成；如果是deleting，如果存在记录，则表明写入未完成。
+
+indexDB的写入情况判断如下：扫描indexDB，如果是creating操作且记录不存在或者得到的时间戳不等于metaDB记录的时间戳，则表明写入未完成；如果是deleting操作，如果存在对应的二级索引，则表明写入未完成。如果在kvDB中能够得到相应的kv，可以通过kvDB中的kv查询二级索引。
+
+分别讨论creating和deleting操作下的四种情况的崩溃恢复的过程：
+1. 如果是creating，则清除metaDB中的记录；如果是deleting，则继续delete
+2. 如果是creating，则根据kvDB的写入构造请求写入indexDB；如果是deleting，则遍历indexDB删除对应的索引
+3. 如果是creating，且kvDB中有旧值，则将indexDB中所有相关的字段清除后根据旧值创建索引；如果是deleting，删除kvDB中的kv对
+4. 直接清除记录
+
+当然，这些处理的方式会比较的细，总的来讲，只要kvDB完成写入，那么indexDB就可以完成更新；如果写入未完成，那么indexDB就需要用某种方式回滚。
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