页内整理

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LIm1tZz7 committed 2026-10-03 21:18:52 +08:00
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commit 03a1f2bfb2
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+199 -3

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+1 -1
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@@ -28,5 +28,5 @@
- 改动说明只在交流中记录。
## 当前重点
- 主线已完成:高级优化器 → 并行查询 → M1 会话隔离 → M2 快照事务 → M3 WAL 与崩溃恢复 → M4 表结构进 WAL → M5 系统表统一命名 → M6 检查点按 LSN 部分截断 → M7 事务写写冲突检测 → M8 事务保存点 → M9 角色继承 → M10 转授权 → M11 FROM 派生表与投影别名 → M12 `WITH` / CTE → M13 比较运算符补全 → M14 ANY / ALL 量词比较 → M15 优化器直方图 → M16 子查询去相关。
- 主线已完成:高级优化器 → 并行查询 → M1 会话隔离 → M2 快照事务 → M3 WAL 与崩溃恢复 → M4 表结构进 WAL → M5 系统表统一命名 → M6 检查点按 LSN 部分截断 → M7 事务写写冲突检测 → M8 事务保存点 → M9 角色继承 → M10 转授权 → M11 FROM 派生表与投影别名 → M12 `WITH` / CTE → M13 比较运算符补全 → M14 ANY / ALL 量词比较 → M15 优化器直方图 → M16 子查询去相关 → M17 页内完整 compact。
- 进度与计数见 `agent_credientials/project-plan.txt`,限制与风险见 `agent_credientials/known-issues.txt`。
+5
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@@ -294,6 +294,11 @@ impl Catalog {
Ok(())
}
/// 这张表还有隐藏列字节吗
pub fn has_dropped_columns(&self, table: &str) -> bool {
self.tables.get(table).is_some_and(|e| !e.dropped_columns.is_empty())
}
/// 还有隐藏列字节待整理的表
pub fn dropped_tables(&self) -> Vec<String> {
self.tables
+70 -1
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@@ -199,6 +199,55 @@ impl HeapPage {
pub fn iter_slots(page: &Page) -> Vec<u16> {
(0..Self::slot_count(page)).collect()
}
/// 页内死空间字节数:行区里除活行以外的部分
pub fn dead_bytes(page: &Page) -> usize {
let n = Self::slot_count(page);
let mut live = 0;
for i in 0..n as usize {
let slot_off = SLOT_DIR_START + i * SLOT_SIZE;
live += read_u32(&page.data, slot_off + 4) as usize;
}
(page.data.len() - Self::free_end(page)).saturating_sub(live)
}
/// 页内整理:活行挪到页尾,槽位号不动,返回回收字节数
pub fn compact_page(page: &mut Page) -> usize {
let reclaimed = Self::dead_bytes(page);
if reclaimed == 0 {
return 0;
}
let n = Self::slot_count(page);
let mut live: Vec<(usize, Vec<u8>)> = Vec::new();
for i in 0..n as usize {
let slot_off = SLOT_DIR_START + i * SLOT_SIZE;
let off = read_u32(&page.data, slot_off) as usize;
let len = read_u32(&page.data, slot_off + 4) as usize;
if len > 0 {
live.push((i, page.data[off..off + len].to_vec()));
} else {
write_u32(&mut page.data, slot_off, 0);
}
}
let mut end = page.data.len();
for (i, bytes) in live {
end -= bytes.len();
page.data[end..end + bytes.len()].copy_from_slice(&bytes);
write_u32(&mut page.data, SLOT_DIR_START + i * SLOT_SIZE, end as u32);
}
reclaimed
}
/// 死空间超过四分之一就整理这一页
pub fn compact_if_fragmented(page: &mut Page) -> usize {
if Self::dead_bytes(page) * 4 >= page.data.len() {
Self::compact_page(page)
} else {
0
}
}
}
struct NamedIndex {
@@ -442,6 +491,7 @@ impl HeapTable {
let last_id = n - 1;
let mut slot = None;
self.file.update_page(last_id, |p| {
HeapPage::compact_page(p);
slot = HeapPage::insert_tuple(p, &tuple);
})?;
if let Some(s) = slot {
@@ -556,7 +606,13 @@ impl HeapTable {
/// 按位置删一行并返回它
pub fn delete_at(&mut self, page_id: PageId, slot: u16) -> io::Result<Option<Row>> {
let row = self.read_at(page_id, slot)?;
let existed = self.file.update_page(page_id, |p| HeapPage::delete_tuple(p, slot))?;
let existed = self.file.update_page(page_id, |p| {
let ok = HeapPage::delete_tuple(p, slot);
if ok {
HeapPage::compact_if_fragmented(p);
}
ok
})?;
if !existed {
return Ok(None);
}
@@ -702,6 +758,19 @@ impl HeapTable {
self.file.flush()
}
/// 整理整张表的页内碎片,返回回收字节数
pub fn compact_pages(&mut self) -> io::Result<usize> {
let n = self.file.num_pages()?;
let mut reclaimed = 0;
for i in 0..n {
if self.file.with_page(i, HeapPage::dead_bytes)? == 0 {
continue;
}
reclaimed += self.file.update_page(i, HeapPage::compact_page)?;
}
Ok(reclaimed)
}
/// 当前缓存页数
pub fn cached_pages(&self) -> usize { self.file.cached_pages() }
/// 命中次数
+15 -1
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@@ -817,8 +817,22 @@ impl Server {
self.write_via_wal(&op)
}
/// 整理一张表:按当前列定义重写堆页,回收隐藏列占的空间
/// 整理一张表:原地回收页内碎片,有隐藏列时重写堆页
fn compact_table(&self, table: &str) -> std::io::Result<()> {
let rewrite = {
let c = self.catalog.lock().map_err(|_| std::io::Error::other("catalog lock poisoned"))?;
c.has_dropped_columns(table)
};
if !rewrite {
let reclaimed = self.with_existing_table(table, |t| {
let n = t.compact_pages()?;
t.flush()?;
Ok(n)
})?;
log_info!(core, "compact {} reclaimed {} bytes", table, reclaimed);
return Ok(());
}
let rows = self.with_existing_table(table, |t| t.scan())?;
let op = WalOp::Compact {
table: table.to_string(),
+74
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@@ -304,3 +304,77 @@ fn secondary_index_is_maintained() {
);
}
/// 整表整理要收回删行留下的页内空洞
#[test]
fn compact_pages_reclaims_dead_space() {
let dir = tempfile::tempdir().unwrap();
let path = dir.path().join("t.db");
let mut t = HeapTable::open(&path, DEFAULT_PAGE_SIZE, DEFAULT_POOL_SIZE).unwrap();
let pad = "x".repeat(200);
for i in 0..10 {
t.insert_row(&row(&[("id", json!(i)), ("pad", json!(pad))])).unwrap();
}
let pages = t.num_pages().unwrap();
t.delete_by_keys(&[3]).unwrap();
assert_eq!(t.num_pages().unwrap(), pages, "删一行不该动页数");
let reclaimed = t.compact_pages().unwrap();
assert!(reclaimed > 0, "整理要回收删掉的 {} 字节", 200);
assert_eq!(t.compact_pages().unwrap(), 0, "整理过就没有空洞了");
let rows = t.scan().unwrap();
assert_eq!(rows.len(), 9);
assert!(!rows.iter().any(|r| r["id"] == json!(3)));
assert_eq!(rows[0]["pad"], json!(pad));
}
/// 删行的页内空间要能被后续插入复用
#[test]
fn deletes_compact_pages_so_space_is_reused() {
let dir = tempfile::tempdir().unwrap();
let path = dir.path().join("t.db");
let mut t = HeapTable::open(&path, DEFAULT_PAGE_SIZE, DEFAULT_POOL_SIZE).unwrap();
let pad = "y".repeat(80);
for i in 0..30 {
t.insert_row(&row(&[("id", json!(i)), ("pad", json!(pad))])).unwrap();
}
assert_eq!(t.num_pages().unwrap(), 1, "30 行要先塞进一页");
// 删掉中间的行,只留最靠页尾的那一行
let keys: Vec<i64> = (10..29).collect();
t.delete_by_keys(&keys).unwrap();
for i in 100..119 {
t.insert_row(&row(&[("id", json!(i)), ("pad", json!(pad))])).unwrap();
}
assert_eq!(t.num_pages().unwrap(), 1, "删掉的空间要能被复用");
assert_eq!(t.scan().unwrap().len(), 30);
}
/// 页内整理之后索引里的位置仍然指向原来的行
#[test]
fn compact_pages_keeps_index_positions_valid() {
let dir = tempfile::tempdir().unwrap();
let data = dir.path().join("t.db");
let index = dir.path().join("t.idx");
let mut t = HeapTable::open_indexed(&data, &index, DEFAULT_PAGE_SIZE, 4, DEFAULT_POOL_SIZE).unwrap();
let pad = "z".repeat(80);
for i in 0..30 {
t.insert_row(&row(&[("id", json!(i)), ("pad", json!(pad))])).unwrap();
}
let keys: Vec<i64> = (5..25).collect();
t.delete_by_keys(&keys).unwrap();
t.compact_pages().unwrap();
for i in [0, 1, 2, 3, 4, 25, 26, 27, 28, 29] {
let found = t.get_by_column_key("id", i).unwrap();
assert_eq!(found.as_ref().map(|r| r["pad"].clone()), Some(json!(pad)), "整理后 id={} 仍要能点查", i);
}
for i in 5..25 {
assert!(t.get_by_column_key("id", i).unwrap().is_none(), "删掉的行不该再查出来");
}
}
+32
View File
@@ -480,6 +480,38 @@ fn startup_compaction_reclaims_dropped_columns() -> Result<(), Box<dyn std::erro
Ok(())
}
/// 没有隐藏列时整理表只原地回收页内空间
#[test]
fn compact_defragments_pages_without_dropped_columns() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
let (_srv, data) = start_server();
let mut c = connect()?;
let pad = "p".repeat(200);
for id in 1..=5 {
request_ok(&mut c, serde_json::json!({"method":"insert","table":"items","row":{"id":id,"note":pad}}))?;
}
request_ok(&mut c, serde_json::json!({"method":"insert","table":"items","row":{"id":6,"note":"doomed-row-marker"}}))?;
for id in 7..=11 {
request_ok(&mut c, serde_json::json!({"method":"insert","table":"items","row":{"id":id,"note":pad}}))?;
}
request_ok(&mut c, serde_json::json!({"method":"delete_keys","table":"items","keys":[6]}))?;
let heap = data.path().join("databases/main/items.db");
assert!(
std::fs::read(&heap)?.windows(17).any(|w| w == &b"doomed-row-marker"[..]),
"删行只留墓碑,字节还在页里"
);
request_ok(&mut c, serde_json::json!({"method":"compact","table":"items"}))?;
assert!(
!std::fs::read(&heap)?.windows(17).any(|w| w == &b"doomed-row-marker"[..]),
"原地整理要把墓碑字节收掉"
);
assert_eq!(std::fs::metadata(data.path().join("databases/main/wal.log"))?.len(), 0);
let rows: serde_json::Value = serde_json::from_str(&send(&mut c, r#"{"method":"scan","table":"items"}"#))?;
assert_eq!(rows["rows"].as_array().map(Vec::len), Some(10), "rows survive compaction: {}", rows);
Ok(())
}
/// 非法库名被拒;system 是唯一保留库
#[test]
fn databases_reject_unsafe_names_and_keep_only_system_reserved() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
+2
View File
@@ -61,6 +61,8 @@ chusql-server
WAL 负责崩溃恢复:每条记录带自增 LSN,一组写操作与一条提交标记一次落盘;每组提交在数据和字典都刷盘之后把 `wal.checkpoint` 推进到这条提交的 LSN,含义是「到此为止的改动都已落盘」,再按这个边界丢掉日志前缀——所以日志里通常只有当组在飞的记录。进程重启时只重放检查点之后的记录,按标记分组取已提交的组、丢弃没有标记的整组,重放前逐条做幂等检查作为第二道保险,结束后再把检查点推到最后一条提交。LSN 从检查点与文件尾里较大的那个续号,跨重启单调,`SystemStatus` 应答里的 `last_lsn` 报告该检查点 LSN。建表、删表、建索引、删索引与数据改动走同一条 WAL,恢复时一并重放。
堆页的空间回收分两级:删行只在槽位目录里把该槽的长度置零(墓碑),页内留下的空洞按四分之一阈值判定——死空间达到整页四分之一时随这次删除一起整理(同一次写页,不额外写 WAL),把活行重新码放到页尾并原地更新槽里的偏移。`compact` 请求在没有隐藏列的表上就是逐页做同一件事,只有带隐藏列(`DROP COLUMN` 留下的旧字节)时才整表重写。整理只改页内偏移、不动槽位号,所以索引里存的「页号加槽号」位置继续有效,不需要重建索引;跨页的空洞不做填充,行仍按插入顺序进页,没有 `ORDER BY` 时的可见顺序不变。
系统数据库及部分管理操作仅允许管理员访问。系统表统一用 `__system_` 前缀:账号表 `__system_users` 对语句通道隐藏,角色、授权、带 option 的授权、成员四张表(`__system_roles` / `__system_grants` / `__system_grant_options` / `__system_members`)只在 `system` 库里可见,权限服务自身也通过 SQL 读写它们;存储启动时把旧名 `sys_roles` / `sys_grants` / `sys_members` 连同数据与索引文件一起迁移过来。角色支持互相继承:`GRANT 角色 A TO 角色 B` 记一条 B 属于 A 的成员关系,判定权限时沿成员关系算出向上闭包再取并集;写入时拒绝成环与自继承,删角色会清掉它两个方向的成员关系。带 `WITH GRANT OPTION` 的授权记在第四张表 `__system_grant_options` 里(同样的角色、权限、对象三列,另开一张表省掉给 `__system_grants` 加列带来的系统表结构迁移):普通身份只要手里那条授权带 grant option 就能把同一项权限转授给别的角色,`REVOKE` 仍然只允许管理员,收回授权时连它的 grant option 一起收掉,但不级联收回别人已经转授出去的授权。授权命令由权限服务在会话层之外直接执行,`GRANT` 命令会先按当前库把对象补全成 `库.表` 再落盘,因此判断转授权资格与实际写入用的是同一个对象名。
服务监听地址、端口和请求限制可在 `chusql.toml` 的 `[server]` 分区中配置。