面试题：MariaDB中CONNECT存储引擎的深度定制与扩展

Question

假设现有业务需求要求对CONNECT存储引擎进行深度定制，以支持一种新的外部数据源格式。请详细描述从需求分析、设计到实现这一过程的技术路线，包括涉及到的关键数据结构、接口以及可能需要修改的核心代码部分。

Answer 1

需求分析

1. 明确数据源格式：详细了解新外部数据源的结构、数据类型、编码方式等特性。例如，如果是一种新的文件格式，需确定文件头结构、记录格式、字段分隔符等。
2. 功能需求：确定CONNECT存储引擎需要提供的功能，如数据的读取、写入、查询、索引支持等。分析在新数据源格式下，如何高效实现这些功能。
3. 性能与可扩展性：考虑新定制引擎在大规模数据量下的性能表现，以及未来数据源格式扩展的可能性。

设计

1. 数据结构设计：
   • 连接信息结构：设计一个数据结构来存储与新数据源的连接信息，例如文件路径（如果是文件数据源）、数据库地址及端口（如果是数据库数据源）、认证信息等。
   • 数据缓存结构：为了提高读写性能，设计合适的数据缓存结构。比如使用哈希表、链表等数据结构来缓存经常访问的数据块。
   • 索引结构：根据新数据源的特点和查询需求，设计相应的索引结构。如果数据具有某种排序特性，可以设计基于排序的索引；如果是频繁的关键字查询，可设计哈希索引。
2. 接口设计：
   • 连接接口：提供连接到新数据源的接口，该接口接收连接信息结构作为参数，返回连接句柄。
   • 读写接口：设计读取和写入数据的接口。读接口根据查询条件从数据源或缓存中获取数据；写接口将数据写入数据源，并更新相关的索引和缓存。
   • 索引接口：用于创建、删除和更新索引。例如，提供创建索引接口，接收索引字段和索引类型等参数。
3. 架构设计：
   • 分层架构：可采用分层架构，将与数据源交互的底层操作封装在一层，中间层处理数据的转换、缓存和索引管理，上层提供统一的存储引擎接口给数据库核心调用。

实现

1. 连接部分：
   • 根据连接信息结构，实现连接到新数据源的逻辑。如果是文件数据源，可能涉及文件的打开操作；如果是网络数据源，需要实现网络连接建立和认证过程。
   • 将连接句柄保存并返回给调用者，以便后续操作使用。
2. 数据读写：
   • 读取：根据查询条件，从数据源读取数据。如果数据不在缓存中，从数据源读取数据块并填充到缓存。对读取的数据进行解析，转换为数据库可理解的格式。
   • 写入：将数据库中的数据转换为新数据源的格式，写入数据源。同时更新索引和缓存，确保数据一致性。
3. 索引实现：
   • 根据设计的索引结构，实现索引的创建、删除和更新逻辑。例如，在数据写入时，同步更新相关的索引。
4. 核心代码修改：
   • 存储引擎注册部分：在CONNECT存储引擎的注册代码中，添加对新数据源格式的支持标识和相关初始化逻辑。
   • 查询执行部分：修改查询执行逻辑，使其能够识别并利用新数据源格式下的索引进行查询优化。
   • 事务处理部分：如果新数据源支持事务，需要在CONNECT存储引擎的事务处理代码中添加对新数据源事务的支持，确保数据的一致性和完整性。