Level DB --- Block

class Block

class Block是Level DB里面的重要数据结构，该数据结构用来承载已经存储到文件中的数据。已经被存储的数据当需要再次加载、应用（例如搜索），这时首先要把数据加载、初始化到class Block里面。

数据的组织形式：

数据

数据的组织形式如图1所示。data表示指向数据的指针，size表示整个数据的大小。在数据组织上，数据里面采用了多个restart的结构，每个restart有一个完整的key字符串序列，在restart后续的数据，会采用和前一个key值差值的方式存储。在若干个key-value数据后，又会有一个新的restart数据。整个value最后一个4byte数据用来存储一共有多少个restart结构数据。

图1 Block 承载的数据流

restart数据

每个restart数据可以保存完整的key，然后是该key对应的完整的value数据。再后续的数据其中的key都是和上一个数据的差值部分，value数据依然是完整存储。

差值key的数据表示：

*shared = reinterpret_cast<const uint8_t*>(p)[0];
*non_shared = reinterpret_cast<const uint8_t*>(p)[1];

value表示：

*value_length = reinterpret_cast<const uint8_t*>(p)[2];

经过若干个这样的结构，又会重新有一个restart结构。

整个entry的内存组织形式如图2所示

图2 单个entry的内存数据组织

restart数据检索

restart结构offset结构数据数组的起始地址：

restart_offset_ = size_ - (1 + NumRestarts()) * sizeof(uint32_t);

restart_offset_之后，记录restart数据长度的最后4个byte之前，这段连续的数组里面就记录每个restart在整个数据里面的offset，具体的代码如下：

uint32_t GetRestartPoint(uint32_t index) {assert(index < num_restarts_);return DecodeFixed32(data_ + restarts_ + index * sizeof(uint32_t));}

里面的restarts_是restart_offset_，他们俩是同一个数据。

Block Iterator

Block Iterator 是 Block 和外界的一个interface，对Block的操作都是通过对Iterator的函数方法使用来实现的。下面介绍一下这些函数方法。

Iterator的数据成员

//comparator 是比较key的函数方法
const Comparator* const comparator_;//对应Block里面的data指针
const char* const data_;//restart的数量
uint32_t const num_restarts_;//iterator当前位置的offset
uint32_t current_;//iterator当前所对应的restart的index
uint32_t restart_index_;//当前位置entry的key序列
std::string key_;//当前位置entry的value序列
Slice value_;Status status_;

Iterator的函数成员

//key 比较
inline int Compare(const Slice& a, const Slice& b) //下一个entry（key-value结构存储）的地址（offset）。
inline uint32_t NextEntryOffset() const //该函数提供第index个restart的地址（offset）
uint32_t GetRestartPoint(uint32_t index)//当前Iterator是否合法，这里面主要是通过当前entry的offset是否已经超过了数据所在的地址范围
bool Valid() const//获得下一个entry的key和value，同时更新current_和restart_index_
bool ParseNextKey()//整个Iterator位置调整到第一个restart位置，以及更新key_、value_、current_和restart_index_到第一个entry值
void SeekToFirst() override//整个Iterator位置调整到最后一个restart位置，以及更新key_、value_、current_和restart_index_到最后一个entry值
void SeekToLast() override//检索特定的key，在restart检索用到了二分查找，找到特定的restart使用线性查找
void Seek(const Slice& target) override//整个Iterator位置调整到当前位置的前一个位置，以及更新key_、value_、current_和restart_index_到当前位置前一个位置的entry值
void Prev() override//整个Iterator位置调整到当前位置的前一个位置，以及更新key_、value_、current_和restart_index_到当前位置后一个位置的entry值
void Next() override