实验报告

1. 设计思路和实现过程

1.1 实验总体流程介绍

实验总体上分为了两个阶段。第一个阶段修改了key的编码，增加了ttl信息，并只修改memtable中的逻辑，分割简化任务，保证编码、写入与读memtable逻辑的正确性。这可以通过插入少量数据，不触发大小合并进行阶段性测试。
第二个阶段进一步修改sstable中读取与合并的逻辑，并通过最终的测试样例。

1.2 编码

考虑到leveldb中key本身附带有额外的信息（seq和type），我们选择将ttl的信息一并存入key中，也便于读写合并过程中直接对key进行逻辑判断，不涉及获取value的额外操作。编码修改如下： internal key中末尾的tag，原本是56位的seq加8位的type，但实际type只需要最后一位表示是否是delete，其余7位为0。为节省空间，我们用倒数第二位表示该键是否有ttl，如果有，则在tag前增加一个64位的时间戳deadTime，表示过期时间。(deadTime并不是一定有，要先依靠存储在固定位置的标识确定，所以放在tag前而非后) lookup key一定需要一个当前时间在查询中进行比较，因此不再设置标识位，仅在tag前加64位的nowTime。

1.3 写入

新的put接口多了一个默认参数ttl，当调用时不加这个参数，则这一次写入没有ttl，与原来的leveldb写入逻辑一致。否则需要进行两处的修改：
一是writebatch中信息的记录，这里同样进行编码的修改，8位havettl接可能有的64位deadtime（当前时间+传入的ttl），以及WriteBatch::Iterate中相应的信息解码。 二是memtable::Add中对于key新的编码。

1.4 读取

读取分为memtable和sstable两部分，在构建lookupkey时记录了当前时间。
memtable中，迭代器找到原本的位置（即同userkey，seq为查询前最大的那个），这时有了ttl需要新的判断：是否超时。超时的话迭代器继续后移，直到userkey不同了说明没找到，或是找到了没过期的数据。这样就能得到没过期的数据中，seq最大的那条。

...

2. 测试用例和结果

2.1 测试用例

除了原本提供的测试用例，新增：
GetEarlierData：该样例插入两次key相同但value不同的数据，后一次的ttl短于前一次。在后插入的数据过期，而前插入的未过期时，查询应得到前一次插入的value。

2.2 结果

3. 问题和解决方案

总结几个实验过程中遇到的大bug和设计问题：

1. 查询判断过期数据的逻辑最初放在了internal key比较器内部，但后来发现memtable、sstable、compact等多处比较的逻辑都有不同，一起调用比较器，内部实现逻辑过于复杂，最终修改为处理外部调用的迭代器。
2. 查询最后插入的那条数据，此时比较器中seq是相等的，按照原本的leveldb，tag也是相等的，但是由于编码修改加入了havettl位，原本代码仅比较了tag，大小出现了问题。由于仅有这一条数据会出问题，没有意识到seq会相等而新增位影响了比较，调试了许久。修改非常简单：单独拿出tag中的seq比较。