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4.4 版本管理器——VM实现

news 来源：原创 2024/9/20 15:44:53

VM层通过VersionManager，向上层提供api接口以及各种功能，对于VM上层的模块（是使用了VM层接口的上层模块），那么操作的都是Entry结构
而VM依赖于DM，所以VM视角里（在自我实现里面），操作的是DataItem

`VersionManager`定义

public interface VersionManager {byte[] read(long xid, long uid) throws Exception;long insert(long xid, byte[] data) throws Exception;boolean delete(long xid, long uid) throws Exception;long begin(int level);void commit(long xid) throws Exception;void abort(long xid);
}

同时，可以看到其中有一个CacheManager，说明也是实现了抽象缓存的，用到了模板方法设计模式，这个在介绍日志模块和数据管理器时也见到过。

VM 的实现类还被设计为 **Entry**** **的缓存，需要继承** AbstractCache<Entry>**。需要实现的获取到缓存和从缓存释放的方法很简单：

抽象缓存的实现

GetForCache

@verride
protected Entry getForCache(long uid) throws Exception {// 核心还是调用dm.read()方法Entry entry = Entry.loadEntry(this, uid);if (entry == null) {throw Error.NullEntryException;}return entry;
}

ReleaseForCache

释放缓存

@Override
protected void releaseForCache(Entry entry) {entry.remove();
}

开启事务Begin

在这里插入图片描述

//创建事务，将事务添加到活动事务的映射中，并返回新事务的ID
@Override
public long begin(int level) {lock.lock(); // 获取锁，防止并发问题try {long xid = tm.begin(); // 调用事务管理器的begin方法，开始一个新的事务，并获取事务IDTransaction t = Transaction.newTransaction(xid, level, activeTransaction); // 创建一个新的事务对象activeTransaction.put(xid, t); // 将新的事务对象添加到活动事务的映射中return xid; // 返回新的事务ID} finally {lock.unlock(); // 释放锁}
}// 创建一个新的事务：设置事务的隔离级别、隔离级别是可重复读时创建快照
public static Transaction newTransaction(long xid, int level, Map<Long, Transaction> active) {Transaction t = new Transaction();// 设置事务IDt.xid = xid;// 设置事务隔离级别t.level = level;// 如果隔离级别不为0，创建快照if (level != 0) {t.snapshot = new HashMap<>();// 将活跃事务的ID添加到快照中for (Long x : active.keySet()) {t.snapshot.put(x, true);}}// 返回新创建的事务return t;
}

提交事务Commit

主要就是 free 掉相关的结构，并且释放持有的锁，并修改事务状态

在这里插入图片描述

// Commit 公开的commit方法，用于提交一个事务
@Override
public void commit(long xid) throws Exception {lock.lock(); // 获取锁，防止并发问题Transaction t = activeTransaction.get(xid); // 从活动事务中获取事务对象lock.unlock(); // 释放锁try {if (t.err != null) { // 如果事务已经出错，那么抛出错误throw t.err;}} catch (NullPointerException n) { // 如果事务对象为null，打印事务ID和活动事务的键集，然后抛出异常System.out.println(xid);System.out.println(activeTransaction.keySet());Panic.panic(n);}lock.lock(); // 获取锁，防止并发问题activeTransaction.remove(xid); // 1、从活动事务中移除这个事务lock.unlock(); // 释放锁lt.remove(xid); // 2、从锁表中移除这个事务的锁tm.commit(xid); // 3、调用事务管理器的commit方法，进行事务的提交操作
}

中止事务Abort

中止事务的方法则有两种，手动和自动。手动指的是调用 abort() 方法，而自动，则是在事务被检测出出现死锁时，会自动撤销回滚事务；或者出现版本跳跃时，也会自动回滚：

在这里插入图片描述

@Override
// 公开的abort方法，用于中止一个事务
public void abort(long xid) {// 调用内部的abort方法，autoAborted参数为false表示这不是一个自动中止的事务internAbort(xid, false);
}// 内部的abort方法，处理事务的中止
private void internAbort(long xid, boolean autoAborted) {// 获取锁，防止并发问题lock.lock();// 从活动事务中获取事务对象Transaction t = activeTransaction.get(xid);// 如果这不是一个自动中止的事务，那么从活动事务中移除这个事务if (!autoAborted) {activeTransaction.remove(xid);}// 释放锁lock.unlock();// 如果事务已经被自动中止，那么直接返回，不做任何处理if (t.autoAborted) return;// 从锁表中移除这个事务的锁lt.remove(xid);// 调用事务管理器的abort方法，进行事务的中止操作tm.abort(xid);
}

读取数据`Read`

read() 方法读取一个 entry，需要注意判断可见性

在这里插入图片描述

//读取一个entry，注意判断可见性
@Override
public byte[] read(long xid, long uid) throws Exception {lock.lock(); // 获取锁，防止并发问题Transaction t = activeTransaction.get(xid); // 从活动事务中获取事务对象lock.unlock(); // 释放锁if (t.err != null) { // 如果事务已经出错，那么抛出错误throw t.err;}Entry entry = null;try {entry = super.get(uid); // 尝试获取数据项} catch (Exception e) {if (e == Error.NullEntryException) { // 如果数据项不存在，那么返回nullreturn null;} else { // 如果出现其他错误，那么抛出错误throw e;}}try {// 在事务隔离级别中讲解了该方法if (Visibility.isVisible(tm, t, entry)) { // 如果数据项对当前事务可见，那么返回数据项的数据return entry.data();} else { // 如果数据项对当前事务不可见，那么返回nullreturn null;}} finally {entry.release(); // 释放数据项}
}

插入数据`Insert`

将数据包裹成 Entry，然后交给 DM 插入即可

// Insert 将数据包裹成Entry，然后交给DM插入即可
@Override
public long insert(long xid, byte[] data) throws Exception {lock.lock(); // 获取锁，防止并发问题Transaction t = activeTransaction.get(xid); // 从活动事务中获取事务对象lock.unlock(); // 释放锁if (t.err != null) { // 如果事务已经出错，那么抛出错误throw t.err;}byte[] raw = Entry.wrapEntryRaw(xid, data); // 将事务ID和数据包装成一个新的数据项return dm.insert(xid, raw); // 调用数据管理器的insert方法，插入新的数据项，并返回数据项的唯一标识符
}

删除数据`Delete`

在这里插入图片描述

// Delete 删除一个数据项
@Override
// 删除一个数据项的方法
public boolean delete(long xid, long uid) throws Exception {// 获取锁，防止并发问题lock.lock();// 从活动事务中获取事务对象Transaction t = activeTransaction.get(xid);// 释放锁lock.unlock();// 如果事务已经出错，那么抛出错误if (t.err != null) {throw t.err;}Entry entry = null;try {// 尝试获取数据项entry = super.get(uid);} catch (Exception e) {// 如果数据项不存在，那么返回falseif (e == Error.NullEntryException) {return false;} else {// 如果出现其他错误，那么抛出错误throw e;}}try {// 如果数据项对当前事务不可见，那么返回falseif (!Visibility.isVisible(tm, t, entry)) {return false;}Lock l = null;try {// 尝试为数据项添加锁l = lt.add(xid, uid);} catch (Exception e) {// 如果出现并发更新的错误，那么中止事务，并抛出错误t.err = Error.ConcurrentUpdateException;internAbort(xid, true);t.autoAborted = true;throw t.err;}// 如果成功获取到锁，那么锁定并立即解锁if (l != null) {l.lock();l.unlock();}// 如果数据项已经被当前事务删除，那么返回falseif (entry.getXmax() == xid) {return false;}// 如果数据项的版本被跳过，那么中止事务，并抛出错误if (Visibility.isVersionSkip(tm, t, entry)) {t.err = Error.ConcurrentUpdateException;internAbort(xid, true);t.autoAborted = true;throw t.err;}// 设置数据项的xmax为当前事务的ID，表示数据项被当前事务删除entry.setXmax(xid);// 返回true，表示删除操作成功return true;} finally {// 释放数据项entry.release();}
}