关于mysql:实现一个简单的Database2译文

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前文回顾：实现一个简略的 Database1(译文）

译注：cstsck 在 github 保护了一个简略的、相似 sqlite 的数据库实现，通过这个简略的我的项目，能够很好的了解数据库是如何运行的。本文是第二篇，次要是实现数据库的前端组件，编译器与虚拟机局部性能

Part 2 世界上最简略的 SQL 编译器与虚拟机

咱们正在实现一个 sqlite 的克隆版本。sqlite 的前端是 SQL 编译器，编译器用来解析字符串并输入一个外部的示意，叫做字节码。

这些字节码被传到虚拟机（virtual machine），在虚拟机中，字节码将被执行。

SQLite Architecture (https://www.sqlite.org/arch.html)

像这样把事件分成两个步骤（SQL 编译和虚拟机）有以下两个长处：

  • 缩小各个局部的复杂性（例如：虚拟机不必关怀输出语句语法错误）
  • 容许只编译通用查问一次，而后对生成的字节码进行缓存，以此来晋升性能

有了这些想法，让咱们来重构主函数，在程序中反对了两个新的关键字：

译注：上面代码中行结尾加减号是绝对与第一局部（part 1）的实现，减少或者删除的代码。代码对 main()重构以适宜辨认新关键字，在第一局部中，main()函数只能辨认“.exit”关键字，也就是程序退出命令。

int main(int argc, char* argv[]) {InputBuffer* input_buffer = new_input_buffer();
  while (true) {print_prompt();
    read_input(input_buffer);

-   if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {-     exit(EXIT_SUCCESS);
-   } else {-     printf("Unrecognized command'%s'.\n", input_buffer->buffer);
+     if (input_buffer->buffer[0] == '.') {+       switch (do_meta_command(input_buffer)) {+         case (META_COMMAND_SUCCESS):
+           continue;
+         case (META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND):
+           printf("Unrecognized command'%s'\n", input_buffer->buffer);
+           continue;
+       }
      }
+
+     Statement statement;
+     switch (prepare_statement(input_buffer, &statement)) {+       case (PREPARE_SUCCESS):
+         break;
+       case (PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT):
+         printf("Unrecognized keyword at start of'%s'.\n",
+               input_buffer->buffer);
+         continue;
+     }
+
+     execute_statement(&statement);
+     printf("Executed.\n");
   }
 }

非 SQL 语句，像“.exit”这样的命令被称为“meta-commands”。它们都是以“.”结尾，所以咱们在一个独立的函数中查看并且解决它们。

译注：在上边代码中应用了独自的 if+switch 来解决了以“.”结尾的“meta-commands”。

接下来，减少一个步骤，将输出行命令转换成外部示意的语句。这是 sqlite 前端的一个破解版本。

最初，我门将预编译语句传递到 execute_statement()函数，这个函数将最终变成咱们的虚拟机。

留神咱们的两个新函数返回 enum（枚举）类型的来示意胜利或者失败：

typedef enum {
  META_COMMAND_SUCCESS,
  META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND
} MetaCommandResult;

typedef enum {PREPARE_SUCCESS, PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT} PrepareResult;

在输出命令行语句无奈辨认时，打印“Unrecognized statement”输入？这个看起来像是异样（exception）。我不喜爱应用 exception（并且 C 语言甚至不反对 exception），所以我在任何可行的中央都是用 enum 后果码做返回。如果我的 switch 语句没有解决 enum 成员，C 编译器会报错，所以咱们能感到小有信念，咱们能解决所有函数后果。预计未来会有更多的后果代码被退出。

do_meta_command()函数只是对已有的性能的一个封装，为更多的命令留出空间：

MetaCommandResult do_meta_command(InputBuffer* input_buffer) {if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {exit(EXIT_SUCCESS);
  } else {return META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND;}
}

咱们的“prepared statement”当初只蕴含一个 enum（有两个可能值）。在语句中将会蕴含更多的咱们容许的参数数据：

typedef enum {STATEMENT_INSERT, STATEMENT_SELECT} StatementType;

typedef struct {StatementType type;} Statement;

prepare_statement()函数（咱们的 SQL 编译器）当初还不能了解 SQL。事实上，它当初只能了解两个单词：

译注：上面的代码实现了对 insert 和 select 要害的解析。

PrepareResult prepare_statement(InputBuffer* input_buffer,
                                Statement* statement) {if (strncmp(input_buffer->buffer, "insert", 6) == 0) {
    statement->type = STATEMENT_INSERT;
    return PREPARE_SUCCESS;
  }
  if (strcmp(input_buffer->buffer, "select") == 0) {
    statement->type = STATEMENT_SELECT;
    return PREPARE_SUCCESS;
  }

  return PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT;
}

留神，因为“insert”关键字前面有追随数据，所以为“insert”应用了 strncmp()库函数来比对输出值。(例如输出语句为：insert 1 cstack [email protected])

译注：C 库函数 int strncmp(const char str1, const char str2, size_t n) 是把输出参数 str1 和 str2 进行比拟，最多比拟入参的前 n 个字节。

最初，execute_statement()函数中蕴含了一些桩（stubs）：

译注：stubs(一小块代码)，是为了实现测试代码进行，会硬编码一些输出和输入，即在 execute_statement()函数中对 prepare_statement()函数处理结果进行了援用并解决。

void execute_statement(Statement* statement) {switch (statement->type) {case (STATEMENT_INSERT):
      printf("This is where we would do an insert.\n");
      break;
    case (STATEMENT_SELECT):
      printf("This is where we would do a select.\n");
      break;
  }
}

留神这里没有返回任何错误码，这是因为在这里还不会有任何报错产生。

译注：目前为止，程序可解析“.exit”、“insert xxx”、”select xxx” 命令，其余不会辨认，只输入“Unrecognized command ‘xxx’”，所以不会有什么报错输入。参考上面的演示。

做了这些重构后，咱们的程序就能辨认两个新的关键字了。

~ ./db
db > insert foo bar
This is where we would do an insert.
Executed.
db > delete foo
Unrecognized keyword at start of 'delete foo'.
db > select
This is where we would do a select.
Executed.
db > .tables
Unrecognized command '.tables'
db > .exit
~

咱们的数据库骨架正在造成 … 如果它能存储数据不是很好吗？在下一部分，咱们会实现 insert 和 select，创立世界上最差劲的数据存储。

同时，上面是这部分重构的整个代码不同之处：

@@ -10,6 +10,23 @@ struct InputBuffer_t { } InputBuffer;

+typedef enum {
+  META_COMMAND_SUCCESS,
+  META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND
+} MetaCommandResult;
+
+typedef enum {PREPARE_SUCCESS, PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT} PrepareResult;
+
+typedef enum {STATEMENT_INSERT, STATEMENT_SELECT} StatementType;
+
+typedef struct {
+  StatementType type;
+} Statement;
+
 InputBuffer* new_input_buffer() {InputBuffer* input_buffer = malloc(sizeof(InputBuffer));
   input_buffer->buffer = NULL;
@@ -40,17 +57,67 @@ void close_input_buffer(InputBuffer* input_buffer) {free(input_buffer);
 }

+MetaCommandResult do_meta_command(InputBuffer* input_buffer) {+  if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {+    close_input_buffer(input_buffer);
+    exit(EXIT_SUCCESS);
+  } else {
+    return META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND;
+  }
+}
+
+PrepareResult prepare_statement(InputBuffer* input_buffer,
+                                Statement* statement) {+  if (strncmp(input_buffer->buffer, "insert", 6) == 0) {
+    statement->type = STATEMENT_INSERT;
+    return PREPARE_SUCCESS;
+  }
+  if (strcmp(input_buffer->buffer, "select") == 0) {
+    statement->type = STATEMENT_SELECT;
+    return PREPARE_SUCCESS;
+  }
+
+  return PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT;
+}
+
+void execute_statement(Statement* statement) {+  switch (statement->type) {+    case (STATEMENT_INSERT):
+      printf("This is where we would do an insert.\n");
+      break;
+    case (STATEMENT_SELECT):
+      printf("This is where we would do a select.\n");
+      break;
+  }
+}
+
 int main(int argc, char* argv[]) {InputBuffer* input_buffer = new_input_buffer();
   while (true) {print_prompt();
     read_input(input_buffer);

-    if (strcmp(input_buffer->buffer, ".exit") == 0) {-      close_input_buffer(input_buffer);
-      exit(EXIT_SUCCESS);
-    } else {-      printf("Unrecognized command'%s'.\n", input_buffer->buffer);
+    if (input_buffer->buffer[0] == '.') {+      switch (do_meta_command(input_buffer)) {+        case (META_COMMAND_SUCCESS):
+          continue;
+        case (META_COMMAND_UNRECOGNIZED_COMMAND):
+          printf("Unrecognized command'%s'\n", input_buffer->buffer);
+          continue;
+      }
     }
+
+    Statement statement;
+    switch (prepare_statement(input_buffer, &statement)) {+      case (PREPARE_SUCCESS):
+        break;
+      case (PREPARE_UNRECOGNIZED_STATEMENT):
+        printf("Unrecognized keyword at start of'%s'.\n",
+               input_buffer->buffer);
+        continue;
+    }
+
+    execute_statement(&statement);
+    printf("Executed.\n");
   }
 }

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2022-09-24
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