LiteDB源码解析系列LiteDB介绍

Posted 2022-01-10 xiaozhangstudent

　　最近利用端午假期，我把LiteDB的源码仔细的阅读了一遍，酣畅淋漓，确实收获了不少。后面将编写一系列关于LteDB的文章分享给大家，希望这么好的源码不要被埋没。

1.LiteDB是什么

　　这是一个小型的.NET平台开源的NoSQL类型的轻量级文件数据库。特点是小和快，由于完全由C#‘编写，所以可以支持LINQ，创建数据库是一个单一文件，类似Sqlite。

　　关于它的中文介绍大家可以看一下.net前辈-数据之巅的博客：https://www.cnblogs.com/asxinyu/p/dotnet_Opensource_project_LiteDB.html

　　中文网站：http://www.litedb.org/

　　主要特点有:

1.NoSQL文件存储。这是和传统关系型数据库的主要区别；支持实体类的字段更新；
2.类似MongoDB的简单API；
3.完全使用C#代码,在.NET 4.0环境下编写，核心dll小巧,只有168K;
4.支持ACID事务处理；
5.可以进行写入失败的恢复；
6.存储到文件或者数据流中（类似MongoDB的GridFS）;
7.类似Sqlite的单一文件存储；
8.支持文件索引，可以进行快速搜索；可以直接存储文件；

9.支持Linq查询；【这也许是C#编写最直接的好处】;
10.支持命令行操作数据库，官方提供了一个Shell command line;
11.完全开源和免费，包括商业使用；

　　我主要阅读的源码是0.0.8版本，这个版本是LiteDB最初版本。该版本虽然存在一些bug，但相对于后面的版本，该版本技术实现的很简单粗暴，入手比较快。后面分析的细节也是根据0.0.8版本进行的。

2.LiteDB源码文件结构

　　这里贴一张0.0.8版本的项目结构图：

　　Document：LiteDB序列化到硬盘使用的是一种叫Bson格式的数据，顾名思义bson类似于json只不过将数据序列化成byte数组，在Document模块中定义了Bson的类、数组、数据类型等。

　　Engine：这个模块里就是与用户交互最多的LiteEngine类（后面的版本改名叫LiteDatabase）和LiteCollection类，LiteEngine对用户提供了创建或打开数据库的接口，LiteCollection是用来对单张表做增删改查操作，我们看源码，可以从这两个类作为突破点。

　　Query：这个模块提供了数据库对于Linq的支持，用户使用lambda表达式，在这个模块中的QueryVisitor类中被解析成一系列表达式比如：and、or、between、less等等。

　　Serializer：这个模块就提供了对于不同类型的数据进行Bson序列化，0.0.8版本使用了fastBinaryJSON这个开源组件，后面的版本不再使用。

　　Shell：这个模块为数据库提供了脚本支持。

　　Storage：这个文件夹里包括了整个LiteDB里最核心的三个实现模块即Pages、Structures、Services。

　　Pages：定义了数据库页：Header Page，Collection Page，Index Page， Data Page，Extend Page。

　　Structures：定义了CollectionIndex（表索引）、DataBlock（数据块）、PageAddress（页地址）、IndexKey（索引键）和IndexNode（索引节点）五个数据结构。

　　Services：包括了数据库对缓存、硬盘读写、索引查询、数据页的增删改查操作、回滚操作等功能的实现。

　　Utils：这个就是一些公用的工具类和异常定义。

3.后续介绍

　　后面的系列我将着重讲解以下几个部分：

　　1.LiteDB中关于页的概念，CollectionIndex、DataBlock和IndexNode这几个数据结构的作用。

　　2.Query模块如何实现linq功能，顺便试着解答博主数据之巅在博客中提出的关于分页的疑问。

　　3.LiteDB如何使用索引查询的，对比mysql的索引方式，将LiteDB的跳表索引用可视化的方式展示出来。

　　这是我第一次用博客的形式解析源码，如果有纰漏，还望多指正。