# c-plus-personal-learning

**Repository Path**: openrainning/c-plus-personal-learning

## Basic Information

- **Project Name**: c-plus-personal-learning
- **Description**: 个人C++学习仓库，专注于C++编程技术的实践与提升，包含基础练习、项目实战和算法挑战，适合各阶段开发者。
- **Primary Language**: C++
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-04-24
- **Last Updated**: 2025-05-13

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

简化版的 MySQL/PostgreSQL，详细设计路线图：

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## 1. 总体架构设计

```text
+-------------------------+
|       SQL 接口层        |
|  Parser + Planner + AST |
+-----------+-------------+
            |
+-----------v-------------+
|       执行引擎（Executor）  |
+-----------+-------------+
            |
+-----------v-------------+
|    查询优化器（可后期扩展）|
+-----------+-------------+
            |
+-----------v-------------+
|    存储引擎（Storage）     |
| B+Tree / Hash / Table Heap|
+-----------+-------------+
            |
+-----------v-------------+
|     WAL / PageCache     |
+-----------+-------------+
            |
+-----------v-------------+
|         磁盘 / 文件系统     |
+-------------------------+
```

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## 2. 模块拆解和开发路线

###  2.1 SQL 解析（Parser）

* 使用 [`sqlparser-rs`](https://github.com/sqlparser-rs/sqlparser-rs) 支持 ANSI SQL；
* 将 SQL 解析为 AST，然后做逻辑计划生成。

> 可扩展实现 DDL（如 CREATE TABLE）、DML（如 SELECT、INSERT）和事务语句（BEGIN、COMMIT、ROLLBACK）。

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### 2.2 执行引擎（Executor）

执行语法树表示的查询/插入/更新等操作。

支持功能：

* 表扫描、过滤（WHERE）
* 投影（SELECT 字段）
* 插入/删除/更新
* 后期支持 join/hash join/sort merge join 等

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### 2.3 多线程并发（Concurrency & MVCC）

* 使用 `tokio` 实现请求级并发；
* 内部数据结构支持 `RwLock` 或实现简易版 MVCC（支持读写隔离）；
* 支持事务的锁机制（行级锁、表锁、死锁检测等）。

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### 2.4 存储引擎

#### 2.4.1 表数据存储（Table Heap）

* 定长 or 可变长记录；
* 行式或列式存储（初期推荐行式）；
* 页结构：类似 InnoDB，每页大小固定，例如 8KB。

#### 2.4.2 索引模块（Index）

* 支持：

  * **B+ Tree**：主键索引 / 范围查询；
  * **Hash Index**：适合等值查询；
* 可用 `Arc<RwLock<Node>>` 管理节点并发访问。

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###  2.5 WAL 和持久化

Write-Ahead Logging 模块：

* 所有写操作先写 WAL 文件，再写页缓存；
* WAL 支持恢复操作；
* 实现 checkpoint 概念减少恢复时间；
* 推荐使用 `BufWriter` 或 mmap 提高写入性能。

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### 2.6 Page Cache 和 Buffer Pool（可选进阶）

* 实现类似 InnoDB 的页缓存管理器；
* LRU 策略 + 脏页刷盘机制。

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### 2.7 网络服务层

* 使用 `tokio` + `tokio::net::TcpListener` 实现服务端；
* 自定义协议或兼容 PostgreSQL 协议；
* 建议先自定义协议：如 `Text-Based SQL Protocol` 类似 Redis RESP。

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##  3. 技术选型

| 组件         | 推荐库                    | 描述                |
| ---------- | ---------------------- | ----------------- |
| SQL Parser | `sqlparser-rs`         | 支持 ANSI SQL       |
| 并发         | `tokio`, `parking_lot` | 异步和锁              |
| 序列化        | `bincode`, `serde`     | 用于存盘              |
| 索引结构       | 自研或参考 `btree` crate    | B+ 树 / Hash 实现    |
| 日志         | `BufWriter`, `mmap`    | 高效 WAL            |
| 网络层        | `tokio`, `axum`（进阶）    | 可搭建简单 HTTP/SQL 接口 |

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##  4. 项目结构示例

```
mydb/
├── src/
│   ├── sql/          # SQL解析器与语义分析器
│   ├── executor/     # 查询执行器
│   ├── planner/      # 查询计划生成
│   ├── storage/      # 表数据、B+树、页管理
│   ├── wal/          # 日志模块
│   ├── index/        # 索引模块（B+ Tree、Hash）
│   ├── concurrency/  # 锁、事务、多版本控制
│   ├── server/       # 网络模块，支持 SQL 协议
│   └── lib.rs
├── Cargo.toml
```

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##  5. 开发顺序

| 阶段 | 模块                      | 功能              |
| -- | ----------------------- | --------------- |
| 1  | SQL Parser + Table Heap | 支持创建表 + 插入 + 查询 |
| 2  | Executor + B+Tree Index | 支持索引加速查找        |
| 3  | WAL + 恢复机制              | 支持持久化           |
| 4  | 并发引擎 + 简易事务             | 多线程读写 + 回滚      |
| 5  | SQL 网络协议                | 启动服务，远程连接       |
| 6  | 优化器 + JOIN 支持           | 提升性能            |

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