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Perst嵌入式数据库存储结构分析与研究

发布时间:2020-06-30 20:01:19 阅读: 来源:橡塑保温板厂家

引言

Perst是McObject公司发布的一款非常袖珍的开源嵌入式数据库,是一个简单,快速,便捷,面向对象,适合java与.Net的数据库。Perst不需要专门的编译器与预处理器,支持ACID事务[2]。对于在资源受限的移动设备(如手机,PDA等)上存储大量数据和对数据进行频繁的I/O操作往往要消耗很多的设备资源。由于移动设备内存小,性能较差,如果采用关系数据库(如 SQLServer2000,Oracle)管理数据,仅靠其有限的内存资源是不能运行这些数据库管理系统的,这样就有必要采用一些特殊的数据库系统。 Perst数据库正是为这类设备研究开发的,它们是如何在资源受限的设备上完成大量数据的访问操作。其实这些设备的系统资源主要消耗在从磁盘上读取数据的 I/O操作。如何提供一种有效的文件存储策略来降低对磁盘的I/O操作是嵌入式数据库软件设计的主要任务。文章将着重介绍Perst嵌入式数据库的文件存储策略和B+树索引结构[3]。

1 Perst基本概念介绍

1.1 页Page

Perst对数据库文件的基本操作都是以页为单位进行的。这些基本操作包括:内存分配,从数据库文件中读取数据,将内存中的数据写入文件等。Perst一页默认的大小是4K。

1.2 对象标识符OID

Perst创建的每个对象都是可以持久化的,即它可以被保存在数据库文件中。每个持久化的对象都会用对象标识符(OID)引用,通过对象标识符,程序可以从数据库文件中找到该对象在文件中实际存放位置。

1.3 Root Object

Perst的每个数据库文件都必须有且只能有一个称作Root Object的类。在这个类中定义了数据库文件中的所有索引结构。通过这个类,程序可以定位到数据库文件中的所有记录对象。

2 数据库Header信息的存储格式

Perst数据库文件开始的第一页中,前139个字节存放Perst数据库使用情况和数据库当前状态等Header信息。它在文件中的数据结构如图2.1所示。表2.1到2.4对图2.1中Header信息中的每个数据做了详细分析。数据意义如表所示。

图2.1 数据库的Header信息

表2.1 数据库Header信息前3个字节意义

01

01

02

1 byte

1 byte

1 byte

root数组的下标

数据库文件被不正常关闭?

数据库版本

表2.2数组root[0]结构

00 00 00 00 00 01 40 00

00 00 00 00 00 00 10 00

00 00 00 00 00 00 A0 00

8 bytes

8 bytes

8 bytes

database file size

offset of object index

offset of shadow index

00 00 00 00 00 00 00 00

00 00 12 00

00 00 12 00

8 bytes

4 bytes

4 bytes

size used by objects

size of object index

size of object index

00 00 10 01

00 00 00 00

00 00 00 02

4 bytes

4 bytes

4 bytes

used part of the index

L1 list of free descriptors

最后分配的位图页的索引

00 00 00 00

00 00 00 00

00 00 00 00

4 bytes

4 bytes

4 bytes

OID of root object

List of class descriptors

对象索引中扩展位图页的开始

数组root[1]是root[0]的备份,每个元素对应的意义相同

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