第一节 boltdb的物理页page结构

在boltdb中，一个db对应一个真实的磁盘文件。而在具体的文件中，boltdb又是按照以page为单位来读取和写入数据的，也就是说所有的数据在磁盘上都是按照页(page)来存储的，而此处的页大小是保持和操作系统对应的内存页大小一致，也就是4k。

每页由两部分数据组成：页头数据+真实数据，页头信息占16个字节，下面的页的结构定义

type pgid uint64

type page struct {
    // 页id 8字节
    id pgid
    // flags：页类型，可以是分支，叶子节点，元信息，空闲列表  2字节，该值的取值详细参见下面描述
    flags uint16
    // 个数 2字节，统计叶子节点、非叶子节点、空闲列表页的个数
    count uint16
    // 4字节，数据是否有溢出，主要在空闲列表上有用
    overflow uint32
    // 真实的数据
    ptr uintptr
}

其中，ptr是一个无类型指针，它就是表示每页中真实的存储的数据地址。而其余的几个字段(id、flags、count、overflow)为我们前面提到的页头信息。

下图展现的是boltdb中page的数据存储方式。

在boltdb中，它把页划分为四类：

boltdb通过定义的常量来描述

// 页头的大小：16字节
const pageHeaderSize = int(unsafe.Offsetof(((*page)(nil)).ptr))

const minKeysPerPage = 2

//分支节点页中每个元素所占的大小
const branchPageElementSize = int(unsafe.Sizeof(branchPageElement{}))
//叶子节点页中每个元素所占的大小
const leafPageElementSize = int(unsafe.Sizeof(leafPageElement{}))

const (
    branchPageFlag   = 0x01 //分支节点页类型
    leafPageFlag     = 0x02 //叶子节点页类型
    metaPageFlag     = 0x04 //元数据页类型
    freelistPageFlag = 0x10 //空闲列表页类型
)

同时每页都有一个方法来判断该页的类型，我们可以清楚的看到每页时通过其flags字段来标识页的类型。

// typ returns a human readable page type string used for debugging.
func (p *page) typ() string {
    if (p.flags & branchPageFlag) != 0 {
        return "branch"
    } else if (p.flags & leafPageFlag) != 0 {
        return "leaf"
    } else if (p.flags & metaPageFlag) != 0 {
        return "meta"
    } else if (p.flags & freelistPageFlag) != 0 {
        return "freelist"
    }
    return fmt.Sprintf("unknown<%02x>", p.flags)
}

下面我们一一对其数据结构进行分析。