【许晓笛】EOS 数据库与持久化 API —— 架构

EOS 数据库结构详解

在 EOS 中，智能合约执行完毕后，所占用的内存会释放。程序中的全部变量都会丢失。若是智能合约里要持久地记录信息，好比游戏智能合约要记录每位用户游戏记录，本次合约执行完毕后数据不能丢失，就须要将数据存储到 EOS 数据库中。与数据库交互的 API 被官方称为 Persistence API，中文能够叫作持久化 API。下图说明了 EOS 智能合约在执行 Action 时，与数据库的交互过程。

为了方便智能合约与 EOS 数据库的交互，EOS 仿造了 Boost 库中的 Multi-Index Containers，开发了 C++ 类：eosio::multi_index(如下简称 multi_index`），中文能够叫作多索引列表类。

multi_index 头文件地址：
https://github.com/EOSIO/eos/...

在 EOS 见证人硬盘中，为每一个帐户都预留了数据库空间（大小与代币持有量有关），每一个帐户名下能够创建多个数据表。智能合约没法直接操做存储在见证人硬盘中的数据表，须要使用multi_index做为中间工具（或者叫容器），每一个multi_index实例都与一个特定帐户的特定数据表进行交互（取决于实例化时的参数）。EOS智能合约与EOS数据库的数据交互以下图所示。

数据表

multi_index是一个很是方便的数据库交互容器，能够存储任何 C++ 数据类型。每个multi_index都至关于传统数据库的一个数据表（table），但将传统数据库的行与列的形式改成了单纯的列。也就是说multi_index是一个线性排列的表，只有一列，每一行都只存储一个对象。可是通常来讲multi_index存储的对象都是结构体或者类，里面含有多个成员变量，因此multi_index存储数据的灵活性也是不亚于传统数据库的。

咱们使用官方的“汽车维修店”示例，咱们创建一个数据表，储存每一个汽车维修店客户的帐户名、保养时间、车辆里程。那么multi_index数据表储存的项目中，每一个都是以下的结构体：

struct service_rec {
    uint64_t        pkey;           // 主键
    account_name    customer;       // 车主用户名
    uint32_t        service_date;   // 维修保养时间
    uint32_t        odometer;       // 车辆里程
};

在传统数据库中，须要创建一个 4 列的数据表，用来储存每一个用户的这个 4 个数据，而multi_index的每一个数据表只有一列，只存储每一个用户的 service_rec 整个结构体便可。下图为multi_index数据结构。

多索引

首先，每一个数据表要有一组主键，主键必须是无符号 64 位整数类型（64-bit integer），这就是上面的service_rec结构体中第一个变量为uint64_t类型的缘由。在数据表中，全部的对象就是按照主键升序排列的，小的在前，大的在后。主键能够是有意义的，也能够是没有意义的，让系统产生一个在这个数据表中没有被使用的主键便可。为了设置主键，咱们须要在以前的service_rec结构体添加一个叫作primary_key（）的成员函数函数的返回值为主键。

auto    primary_key()const { return pkey; }

这样就将pkey这个变量设置成了主键。

multi_index从字面上看就是能使用多个索引的数据表。EOS 中，每一个multi_index或者说每一个数据表均可以设置最多16个索引。索引至关于使用特定的方式给数据表中的对象从新排序。好比在咱们常用的 windows 文件管理器中，能够按照文件名排序、按照文件修改时间排序、按照文件大小排序，这就有了3个索引。EOS 数据库索引更加灵活，能够单独按照结构体中的某个变量索引，也能够将变量之间的运算结果（函数输出）进行索引。若是咱们想使用车主用户名进行索引，须要在结构体中添加一个get_customer()成员函数，函数的返回值为索引变量。

account_name    get_customer()const { return customer; }

这样就将customer这个变量设置成了数据表的一个索引，下图右侧为customer索引。

迭代器

multi_index是如何操做数据表中的每一个对象的呢？答案是 Iterators（迭代器）。你们能够搜索 “C++ 迭代器”或者设计模式中的“迭代器模式”来了解迭代器的设计思路。在 EOS 数据库中，我更愿意将迭代器比喻为一个“电梯”，在整个数据表中上下穿梭。全部对数据的操做必须经过迭代器完成。典型的数据修改过程是这样的：首先使用迭代器的find()方法，在特定的索引中寻找须要的数据，好比在车主用户名索引中寻找某个用户。迭代器会移动到须要的数据对象上。而后就可使用迭代器的modify()方法修改当前迭代器对应的数据。下图为迭代器指向用户 Sue 的状况。

本篇文章介绍了 EOS 数据库的基本结构，之后的文章会详细介绍 EOS 数据库使用实战，敬请期待。

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