面试题：MariaDB源代码中存储引擎相关目录结构及交互机制

Question

详细说明MariaDB源代码中与存储引擎相关的目录组织结构，以及不同存储引擎在该结构下如何与数据库核心部分进行交互，包括数据读写、事务处理等方面的交互细节。

Answer 1

MariaDB源代码中与存储引擎相关的目录组织结构

1. 存储引擎目录：
   • 在MariaDB源代码中，存储引擎相关代码通常位于storage目录下。该目录是存储引擎代码的核心所在。
   • 每个存储引擎都有其独立的子目录，例如innodb目录存放InnoDB存储引擎的代码，myisam目录存放MyISAM存储引擎的代码等。这种结构使得不同存储引擎的代码相互隔离，便于维护和扩展。
2. 公共接口目录：
   • include/mysql/plugin目录包含了存储引擎与数据库核心交互的公共接口定义。这些接口定义了存储引擎需要实现的一系列函数和数据结构，以便与数据库核心进行通信。例如，存储引擎需要实现的ha_create、ha_open、ha_close等函数的声明都在此处。

不同存储引擎与数据库核心部分的交互细节

1. 数据读写交互：
   • 读操作：
     • 当数据库核心收到一个读请求（例如SELECT语句）时，它会根据表的存储引擎类型调用相应存储引擎的接口函数。以InnoDB为例，数据库核心调用InnoDB存储引擎的ha_innobase::rnd_next或ha_innobase::index_read等函数。
     • ha_innobase::rnd_next用于按物理顺序读取下一条记录，而ha_innobase::index_read用于根据索引读取记录。存储引擎从自身的数据文件（InnoDB有表空间文件等）中检索数据，并返回给数据库核心。
   • 写操作：
     • 对于写操作（如INSERT、UPDATE、DELETE），数据库核心同样调用存储引擎的相关接口。例如，对于INSERT操作，调用ha_innobase::write_row函数。
     • 存储引擎会将新数据写入其数据文件，并更新相关的索引结构。例如InnoDB会将数据写入表空间文件，并更新B - Tree索引。同时，为了保证数据的一致性，存储引擎可能会使用日志机制（如InnoDB的重做日志和回滚日志）。
2. 事务处理交互：
   • 事务开始：
     • 当数据库核心开始一个事务（例如执行START TRANSACTION语句）时，它会通知存储引擎开始事务。不同存储引擎有不同的实现方式，InnoDB存储引擎会在内部初始化事务相关的数据结构，如事务ID等。
   • 事务提交：
     • 当数据库核心接收到COMMIT语句时，它会调用存储引擎的提交接口。对于InnoDB，ha_innobase::commit函数会将事务中的所有修改持久化到磁盘。这包括刷新重做日志，确保即使系统崩溃，已提交的事务也不会丢失数据。同时，会清理事务相关的回滚日志。
   • 事务回滚：
     • 当数据库核心收到ROLLBACK语句时，调用存储引擎的回滚接口。InnoDB的ha_innobase::rollback函数会利用回滚日志撤销事务中所做的所有修改，将数据恢复到事务开始前的状态。