LevelDB 完全解析（四）：Manifest

前文回顾

• LevelDB 完全解析（0）：基本原理和整体架构

• LevelDB 完全解析（1）：MemTable

• LevelDB 完全解析（2）：Log

• LevelDB 完全解析（3）：SSTable

文中“蓝色字体”部分均有跳转，大部分是引用了 Github 上的源码链接，可以点击【阅读原文】查看。

内容上，Manifest 文件保存了整个 LevelDB 实例的元数据，比如：每一层有哪些 SSTable。

格式上，Manifest 文件其实就是一个 log 文件 ^[1] 。

VersionEdit

LevelDB 用 VersionEdit 来表示一次元数据的变更。Manifest 文件保存 VersionEdit 序列化后的数据。LevelDB 的元数据变更包括：

std::string comparator_;
uint64_t log_number_;
uint64_t prev_log_number_;
uint64_t next_file_number_;
SequenceNumber last_sequence_;

std::vector<std::pair<int, InternalKey> > compact_pointers_;
DeletedFileSet deleted_files_;
std::vector<std::pair<int, FileMetaData> > new_files_;

1. comparator_：比较器的名称，这个在创建 LevelDB 的时候就确定了，以后都不能修改。

2. log_number_：最小的有效 log number。小于 log_numbers_ 的 log 文件都可以删除。

3. prev_log_number_：已经废弃，代码保留是为了兼容旧版本的 LevelDB。

4. next_file_number_：下一个文件的编号 。

5. last_sequence_：SSTable 中的最大的 sequence number。

6. compact_pointers_：记录每一层要进行下一次 compaction 的起始 key。

7. deleted_files_：可以删除的 SSTable（level-no -> file-no）。

8. new_files_：新增的 SSTable。

VersionEdit 通过成员函数 EncodeTo ^[2] 和 DecodeFrom ^[3] 进行序列化和反序列化。一个全部字段都填上的 VersionEdit 序列化后的内容格式如下（注意，并不是每个 VersionEdit 都会由下面所有字段的内容，一般只有一部分）：

kComparator comparator_
kLogNumber log_number_
kPrevLogNumber prev_log_number_
kNextFileNumber next_file_number_
kLastSequence last_sequence_
kCompactPointer level internal_key kCompactPointer level internal_key ...
kDeletedFile level fileno kDeletedFile level fileno ...
kNewFile level fileno file-size smallest largest kNewFile level fileno file-size smallest largest ...

Version

Version ^[4] 是 VersionEdit 进行 apply ^[5] 之后得到的数据库状态——当前版本 包含哪些 SSTable ^[6] ，并通过 引用计数 ^[7] 保证多线程并发访问的安全性。读操作要读取 SSTable 之前需要调用 Version::Ref ^[8] 增加引用计数，不使用时需要调用 Version::UnRef ^[9] 减少引用计数。

VersionSet

VersionSet ^[10] 是一个 Version 的集合。

随着数据库状态的变化，LevelDB 内部会不停地生成 VersionEdit——进而产生新的 Version。此时，旧的 Version 可能还在被正在执行的请求使用。所以，同一时刻可能存在多个 Version。

VersionSet 用一个 链表 ^[11] 将这些 Version 维护起来，每生成一个 Version 就往这个链表尾部插入一个节点（ AppendVersion ^[12] ）。

更多的细节会留在读操作与 Compaction 的时候介绍。

参考资料