初識：LevelDB

初識：LevelDB

上篇文章緣起：BigTable能夠說是已經把論文Bigtable: A Distributed Storage System for Structured Data中的內容掰扯的明明白白，若是哪位小夥伴感受還有不理解的點，能夠點鏈接進去再反覆琢磨幾遍，說不定就頓悟了呢~

之因此先花時間把BigTable掰扯了一篇，就是爲了引出今天的主人公，LevelDB，接下來呢，我會一點點分享本身閱讀LevelDB源碼遇到的問題和學習到的一些技術，但願你們多多關注，若有問題，也請你們多多留言，一塊兒學習，一塊兒Happy~

LevelDB是個啥？

LevelDB是對BigTable中KV存儲分片Tablet的高度復刻，是由Jeff Dean和Sanjay Ghemawat，這兩位大牛也是BigTable論文的做者，儘管咱們不能對BigTable的底層實現一探究竟，不過，開源的LevelDB仍是可讓咱們對其管中窺豹呢~

簡而言之，LevelDB就是一個由Google開源的高效的單機Key/Value存儲系統，該存儲系統提供了Key到Value的有序映射。

LevelDB有啥特色

• LevelDB中Key/Value能夠是任意長度的字節數組
• LevelDB中的數據是按Key有序存儲的，也就是說，範圍查詢效率會很高
• LevelDB支持用戶提供自定義Key排序規則
• 與其餘KV存儲系統相似，提供Put(key, value)，Get(key)，Delete(key)這些基本操做
• LevelDB支持在一個原子批量操做中對同一個Key執行屢次修改操做
• LevelDB經過瞬時快照(Transient Snapshot)爲用戶提供一致的數據視圖
• LevelDB支持數據的前向/後向迭代遍歷
• LevelDB底層使用Snappy壓縮算法自動對數據進行壓縮
• LevelDB將外部活動(例如，文件系統操做)抽象爲虛擬接口，爲用戶自定義這些操做系統交互方式提供了便利，也就是說，用戶能夠自定義底層究竟是與Linux系統交互，仍是與Windows系統交互，甚至於HDFS/GFS等分佈式文件系統~

LevelDB有哪些限制

• LevelDB不是SQL數據庫，不存在關係數據模型，也不支持SQL查詢，一樣不支持索引
• 給定LevelDB數據庫，同一時刻，該數據庫只能由單進程(多是多線程)訪問
• LevelDB庫自己不是基於C/S(Client/Server)模型的，也就是說，若是你想要像MySQL等各類其餘數據庫那樣，經過客戶端鏈接遠程服務器的方式訪問LevelDB的話，那麼，你須要本身將LevelDB包裝成服務端，而後再實現相應的客戶端才能夠

這部分呢，先簡單介紹了LevelDB的特性以及使用限制，其實呢，也從側面給出了LevelDB的使用場景，比較適合單機KV存儲。

LevelDB快速上手

ε=(´ο｀*)))唉、其實呢，我如今的主語言是Java，並非C/C++，過久不用C/C++了，若是有啥錯誤，各位看官多多提點~

Windows下LevelDB從入門到放棄

Windows下編譯LevelDB太噁心了，TM有毒，放棄了、我只是想編譯調試下而已，各類攔路虎，算了，愛誰誰，真心感受Windows下除了他自家的全家桶外，別的都很差用，就TM有毒，真是服氣了，不搞了，想在Windows下用LevelDB的，本身掂量着辦~

Linux下LevelDB快樂地玩耍

LevelDB編譯安裝

相比於Windows下LevelDB的編譯，Linux環境下簡直不要太友好，惟一的缺點就是，用Idea用習慣了，調試有點不太在行~

[root@cos leveldb-1.22]# mkdir -p build && cd build
# 注意：爲了調試時能夠進入LevelDB庫源碼，這裏最好編譯成Debug版本
# 編譯成Debug版本
[root@cos build]# cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug .. && cmake --build .
# 編譯成Release版本
[root@cos build]# cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release .. && cmake --build .
# 將連接文件拷貝到/usr/local/lib目錄下，以便程序調用
[root@cos build]# cp libleveldb.a /usr/local/lib/
# 將頭文件拷貝到/usr/local/include中，以便程序引用
[root@cos leveldb-1.22]# cp -r include/leveldb/ /usr/local/include/

LevelDB測試代碼

#include <cassert>
#include <iostream>
#include <string>
#include <leveldb/db.h>

int main() {
    
    leveldb::DB* db; 
    leveldb::Options options;

    // 配置項：若是LevelDB數據庫目錄不存在，則自動建立
    options.create_if_missing = true;
    
    leveldb::Status status = leveldb::DB::Open(options, "/root/testdb", &db);
    
    assert(status.ok());

    std::string key = "apple";
    std::string value = "Apple";

    // 將key/value鍵值對寫入LevelDB數據庫
    leveldb::Status s = db->Put(leveldb::WriteOptions(), key, value);

    std::string get;
    // 寫入成功後，嘗試根據key進行檢索
    if(s.ok()) {
        s = db->Get(leveldb::ReadOptions(), key, &get);
    }   
    if(s.ok()) {
        std::cout << "讀取到Key=" << key << "對應的Value=" << get << "." << std::endl;
    } else {
        std::cout << "讀取失敗！" << std::endl;
    }   

    delete db; 

    return 0;
}

編譯並執行程序，結果以下：

# 對main.cc源文件進行編譯
[root@cos leveldb]# g++ -o main main.cc -pthread -lleveldb -std=c++11
# 執行main可執行程序
[root@cos leveldb]# ./main 
讀取到Key=apple對應的Value=Apple.

Linux下C/C++代碼調試

額(⊙o⊙)…前面說了，我不是作C/C++開發的，Linux是最小化安裝的，想調試下代碼，難爲死我了，高手直接跳過就好~

GDB基本介紹

諸如GDB等代碼調試器的無外乎兩種功能：

• 幫助程序員看到程序執行時內部究竟是個啥樣
• 幫助程序員知道其程序崩潰時程序正在幹啥

基本上每種語言都有代碼調試器，而調試器的功能也無非就上面說的這兩種功能。

GDB能作的事情，大概能夠分爲四類，這四類功能能夠幫助程序員快速定位Bug。

1. 啓動應用程序，同時指定可能影響程序的參數
2. 在指定條件下中止程序（斷點）
3. 檢查程序中止時到底發生了計算（獲取程序執行到斷點時的狀態信息）
4. 修改程序中的內容，使得程序員能夠嘗試糾正Bug的影響，從而繼續調試代碼

經過Shell命令gdb能夠啓動GDB，一旦GDB啓動成功，程序員就能夠不斷地在終端中輸入命令來告知GDB下一步要幹嗎，若是想要終止的話，則須要輸入quit命令。

用戶能夠執行gdb命令的同時不輸入任何參數，可是，大多數場景下，用戶會輸入1到2個參數，以下所示。

# 將可執行程序做爲參數，程序編譯時須要添加-g參數
gdb program
# 將可執行程序以及core文件做爲參數
gdb program core
# 若是想要調試正在運行的進程，則須要將進程ID做爲第二個參數
gdb program 1234
gdb -p 1234

GDB經常使用命令

這裏只是介紹一些經常使用的GDB命令，更多的話，你們去看man gdb文檔吧

break [file:]functiop：在指定文件[file]的functiop方法入口設置斷點

run [arglist]：啓動程序，參數列表爲arglist

bt：Backtrace: 顯示程序棧

print expr：計算表達式expr的結果

c：繼續執行程序，直到遇到下一個斷點

next：執行下一行（除非遇到斷點）；也就是說，該命令不管下一行調用多少方法，會直接跳過，除非函數內部有斷點

edit [file:]function：查看指定文件中的方法的斷點信息

list [file:]function：列出當前斷點附近的代碼

step：執行下一行代碼，若是該行代碼有方法調用則進入該方法

help name：展現GDB的name命令的幫助信息。

注意：上面命令中，next縮寫爲n，step縮寫爲s，分別是按行調試和單步調試，還有c命令，都是很是經常使用的~

LevelDB代碼調試樣例

# 對main.cc源文件進行編譯，同時加入調試信息，後續可使用gdb進行調試
[root@cos leveldb]# g++ -o main main.cc -pthread -lleveldb -std=c++11
# 使用gdb對main進行調試
[root@cos leveldb]# gdb -tui main

注意：爲了調試方便，最好使用-tui參數，這樣的話，調試時，就能夠像Idea那樣，邊看代碼邊加斷點了~

調試時，大概就是下圖的樣子~

注意：若是在編譯LevelDB時未指定爲Debug版本，則沒法像圖2那樣進入到LevelDB源碼。

初識：LevelDB小結

其實吧，LevelDB的核心源碼及架構，我已經看的七七八八了，就是，自己我主語言是Java的，而後，我就一直沒有勇氣去Debug到源碼中仔細瞅一瞅，趁着此次梳理的機會，打算一點點跟進去看看、可能會更新的有點慢，不過，好事多磨，但願你們多多關注，同時也歡迎各位C/C++大佬多多指正，多多交流。

另外，你們能夠關注個人微信公衆號，博客會同步更新的喲~
白嫖多很差，關注下再走唄~