FastDB简单介绍及实例（Linux）

（本文内容主要是通过学习官网、博客及阅读官网demo做出的总结）

FastDB是一个内存数据库，通过把数据加载到内存中实现对数据的操作，相比于传统的数据库，操作的速度更快，但是存在一个缺点就是使用FastDB数据库的应用程序都必须运行在同一台主机上。

1 简单介绍
2 访问类型
3 使用流程
4 遇到的问题及解决办法
5 代码实例
6 总结

一、 简单介绍

1 将数据完全加载到内存，在内存中实现对数据的管理；

2 只读模式线程、单个更改模式线程和多个只读模式线程间并发执行；

3 最小单位块：分配量子（16字节）；

4 事物提交协议基于一个影子根页算法，对数据库执行原子更新操作，恢复效率高；

影子根页算法：数据库中每条对象都具有唯一标识符用作一个数组（对象索引）的下标，元素值表示对象的一个句柄。（FastDB中存在两个索引：当前索引和影子索引）

5 内存数据结构组织：HASH、T树。

HASH：具有最高查找效率（不适用于插入操作中，键值冲突发生频率较高的场景）；
T树：仅次于HASH（不适用于有频繁的添加、删除动作的场景）；

在FastDB中，声明为HASH的KEY，采用HASH结构，声明为INDEXED的KEY采用T树结构。

二、 访问类型

1 一共四种访问类型：dbDatabase::dbReadOnly、dbDatabase::dbAllAccess、dbDatabase::dbConcurrentRead、dbDatabase::dbConcurrentUpdate；

2 FastDB不支持客户端/服务器结构（内存数据库，不能跨服务器）；

3 dbDatabase::dbReadOnly：默认是这种模式；

4 dbDatabase::dbAllAccess：如果该进程使用了insert、update、delete等修改数据库的操作，其他访问该库的进程的所有操作（包括open、select）都会被阻塞，直到该操作提交或回滚。（该模式我自己在写代码时还没有用到过）；

5 dbDatabase::dbConcurrentUpdate：如果某进程对数据进行修改性操作，同时另外的进程使用 dbDatabase::dbReadOnly 或者 dbDatabase::dbConcurrentRead 读数据，不会出现阻塞情况。
但是 dbDatabase::dbReadOnly 会把未提交的脏数据读出来，而dbDatabase::dbConcurrentRead不会；

6 多个进程使用 dbDatabase::dbConcurrentUpdate 实际效果和 dbDatabase::dbAllAccess 一样（阻塞）；

7 不要把 dbDatabase::dbConcurrentUpdate 和 dbDatabase::dbConcurrentRead 模式混用，不能同时启动两个线程，其中一个用 dbConcurrentUpdate 模式打开数据库，另一个用 dbConcurrentRead 模式；

8 在 dbDatabase::dbConcurrentUpdate 模式下不要使用 dbDatabase::precommit方法。

三、 使用流程（Linux）

1 在fastdb官网下载安装包进行安装；

2 在服务器上安装fastdb，可以参考这个博主的文章（fastdb安装配置）；

3 编写测试文件，或者直接在下载的fastdb安装包中找一个example文件进行测试；

4 编写Makefile文件，注意添加以下内容：-I/usr/local/include/fastdb -L/usr/local/lib -lrt -lz -lfastdb （上面的内容根据自己的实际安装路径进行调整）。

5 编译代通过，运行代码。

四、 遇到的问题及解决办法

1 undefined reference to dbDatabase::~ 等报错

原因 ：没有成功引入相关的头文件或者.so文件；

解决办法：编写Makefile文件时没有添加相关的依赖（参考上面的第4点内容）；

2 Incompatibility between headers and library:6 vs. 4

原因：fastdb会假设绝大多数Linux是64-bit的，如果测试的是32-bit的，就会报错；

解决办法：根据安装目录，找到fastdb目录下的config.h头文件，将以下代码注释即可。（运行的环境是64-bit的，依旧报错，感觉不是这个原因，但是按照这种方法可以解决，很迷~）

//#if!defined(_WIN32)||defined(_WIN64)//most unixes are now 64-bit,while 32-bit windows is still quite popular
//#define LARGE_DATABASE_SUPPORT
//#endif

3 当运行的数据大概达到一千万条以上的时候，即生成的文件内容达到2G之后，程序就会抛出异常，自动停止，这个问题找了很久一直也没有解决。

五、 代码实例

下面的代码只是一个简单的实例，包含了表关联（删除一个表的数据，另一个表相关的记录也会被删除），数组的使用，插入数据、查询数据、删除数据。

（ps：下面的代码是手撕的（不是copy的服务器上面的代码），没有实际测过，可能会有一些小小的问题，欢迎指出，不过大体上是没有什么问题的。）

#define _LARGEFILE_SOURCE
#define _LARGEFILE64_SOURCE
#define _FILE_OFFSET_BITS 64

#include "fastdb.h"
#include "database.h"
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <sring>

using namespace std;
USE_FASTDB_NAMESPACE

dbDatabase db;

#define random(a,b) (rand()%(b-a))+a+1  //生成随机数
#define TeacherNum 5   //老师个数
#define StudentNum 20  //学生个数

class Student;
class Teacher
{
public:
	const char* teacher_name;
	dbArray<dbReference<Student>> std_code;
	TYPE_DESCRIPTOR((KEY(teacher_name,INDEXED),OWNER(std_code,tech_code)));
};

class Student
{
public:
	const char* std_name;
	dbArray<int4> scores;  //Chinese English Math
	dbReference<Teacher> tech_code;
	TYPE_DESCRIPTOR((KEY(std_name,INDEXED),
					 FIELD(scores),
					 RELATION(tech_code,std_code)));

};

REGISTER(Teacher);  //注册Teacher表
REGISTER(Student);  //注册Student表

//生成老师的编号
void getRandomCharTeach(char * randnum)
{
	int num = random(0,10);  
	snprintf(randnum,sizeof(randnum),"%d",num);  //int类型转换为char *
}

//生成学生的编号
void getRandomCharStu(char * randnum)
{
	int num = random(20,50);
	snprintf(randnum,sizeof(randnum),"%d",num);  //int类型转换为char *
}

//生成0-100之间的随机数
int4 getRandomIntSocre()
{
	int num = random(0,100);
	return num;
}

//查询老师编号
void selectTeachName()
{
	cout<<"***** selectTeachName *****"<<endl;
	dbCursor<Teacher> cursorTeach;  //只读游标
	int n = cursorTeach.select();  //查询
	cout<<"Teacher的数量为："<<n<<endl;

	if(0<n)
	{
		do
		{
			cout<<"teacher_name = "<<cursorTeach->teacher_name<<" ."<<endl;
		}while(cursorTeach.next());  //游标向后滚
	}
}

//查询学生信息
void selectStuInfo()
{
	cout<<"***** selectStuInfo *****"<<endl;
	dbCursor<Student> cursorStu;  //只读游标
	int n = cursorStu.select();  //查询
	cout<<"Student的数量为："<<n<<endl;

	if(0<n)
	{
		do
		{
			cout<<"std_name = "<<cursorStu->std_name<<" , "<<
			"Chinese = "<<cursorStu->scores[0]<<" , "<<
			"English = "<<cursorStu->scores[1]<<" , "<<
			"Math = "<<cursorStu->scores[2]<<" ."<<endl;
		}while(cursorStu.next());  //游标向后滚
	}
}

//删除所有数据
void removeAllRecord()
{
	cout<<"***** removeAllRecord *****"<<endl;
	dbCursor<Teacher> cursorTeach(dbCursorForUpdate);  //写游标对象
	cursorTeach.removeAll();
	dbCursor<Student> cursorStu(dbCursorForUpdate);  //写游标对象
	cursorStu.removeAll();
}


int main()
{
	Teacher techer;
	Student student;

	if(db.open(_T("test")))
	{
		cout<<"Start inserting data..."<<endl;
		for(int i = 0; i < TeacherNum; i++)
		{
			char tech_num[2];
			getRandomCharTeach(tech_num);
			techer.teacher_name = tech_num;
			dbReference<Teacher> techer_class = insert(techer);
			cout<<"Insert "<<techer.teacher_name<<" to Teacher."<<endl;
			db.commit();

			//插入多个学生信息对应当前老师
			for(int j = 0; j < StudentNum; j++)
			{
				char std_num[2];
				getRandomCharStu(std_num);
				student.std_name = std_num;
				int Chinese = getRandomIntSocre();  //语文成绩
				int English = getRandomIntSocre();  //英语成绩
				int Math = getRandomIntSocre();  //数学成绩
				
				student.scores(3);  //数组大小为3
				student.scores.putat(0,Chinese);  //把各科成绩放到数组中
				student.scores.putat(1,English);
				student.scores.putat(2,Math);
				student.tech_code = techer_class;  //把当前学生的信息与对应老师相关联
				insert(student);  
				cout<<"Insert std_name : "<<student.std_name<<" , "<<
				"Chinese : "<<Chinese<<" , "<<
				"English : "<<English<<" , "<<
				"Math : "<<Math<<" ."<<endl;
			}
			db.commit();
		}
		//查询、删除的实例可以在open表之后直接调就可以了，这里就不写了
	}
	db.commit();
	return 0;
}

六、 总结

fastDB确地有它的优点，但是现有的相关资料比较少，所以使用起来会有难度，重点是文件超过2G的抛异常的问题没有找到相关的解决方案，如果有朋友有相关解决方案，可以一起交流学习。

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