erlang(十七)--Mnesia用户手册:五，Mnesia高级特性

本章描述了构建分布式、容错的Mnesia数据库相关的高级特性：

1）索引

2）分布和容错

3）表分片

4）本地内容表

5）无盘节点

6）更多的schema管理

7）Mnesia事件处理

8）Mnesia应用调试

9）Mnesia里的并发进程

10）原型

1，索引

如果我们知道record的key，那么数据获取和匹配在执行起来都很高效

相反如果不知道record的key，那么表里所有的record都必须搜索

当表越来越大时，表的搜索就越来越耗时

Mnesia的索引就是用来解决这个问题的

下面的两个方法对已有的表操作索引：

Java代码

mnesia:add_table_index(Tab, AttributeName) -> {aborted, R} | {atomic, ok}

mnesia:del_table_index(Tab, AttributeName) -> {aborted, R} | {atomic, ok}

这两个方法对AttributeName定义的域加索引和删除索引：

Java代码

mnesia:add_table_index(employee, salary)

Mnesia的索引用于以下3个方法：

1）mnesia:index_read(Tab, SecondaryKey, AttributeName) -> transaction abort | RecordList

通过在索引里查询SecondaryKey来找到primary key，这样就能避免对整张表穷举搜索

2）mnesia:index_match_object(Pattern, AttributeName) -> transaction abort | RecordList

通过Pattern里的AttributeName域查找secondary key，然后找到primary key

3）mnesia:match_object(Pattern) -> transaction abort | RecordList

该方法可以使用任何索引

2，分布和容错

Mnesia是分布式、容错的DBMS，可以以多种方式在Erlang节点上备份表

Mnesia程序员不需要了解不同的表位于哪里，只用在程序里指定表的名字

这就是“位置透明”：

1）数据位于本地节点还是远程节点对程序员没有影响，只不过远程节点会慢些

2）数据库可以重新配置，表可以在节点之间移动，这些操作不影响用户程序

每张表有许多系统属性，如index和type

在表创建之时表属性就指定了，例如创建拥有两个RAM备份的新表：

Java代码

mnesia:create_table(foo,

[{ramp_copies, [N1, N2]},

{attribtues, record_info(fields, foo)}]).

表可以有如下属性，每个属性使用一个Erlang节点list

1）ram_copies

表的RAM备份会存在于Erlang节点list中的每个节点上

对于RAM备份，写操作不会写到硬盘里

但是如果RAM备份需要持久化时可以这样做：

i）mnesia:dump_tables/1方法用来将RAM表备份导入到硬盘

ii）表副本可以备份

2）disc_copies

表会位于RAM中，而且表的副本会存在于Erlang节点list中的每个节点的硬盘上

对该表的写操作会同时写入到RAM和硬盘备份里

3）disc_only_copies

表的副本只会位于Erlang节点list中每个节点的硬盘上

这种类型的表副本的缺点是访问速度，优点主要是不占内存

简单的说，ram_copies表示本地节点和list中节点都会存RAM表

disc_copies则本地存RAM表，list中存硬盘表

disc_only_copies则只会list中存硬盘表

使用表副本有两个原因：容错和速度

值得注意的是，表备份对这两个系统需求都提供了解决方案

如果有两个表副本，则一旦一个表崩溃了，还有另一个可以工作

如果有两个节点上的表副本，则两个节点上的应用可以直接从本地读数据而不用访问网络

对于读频繁而写很少的分布式应用，表副本就会大大加速读的速度，因为直接在本地节点读取数据

而这样做的缺点写速度减慢了，因为执行一个写操作时要花更多代价来更新表副本

3，表分片

为了处理超大型的表，表分片的概念引入，基本原理是将表分成多个可以管理的片断

每个片断都实现为一等Mnesia表，它们可以像其他表一样备份，可以拥有索引等等，但是不能有local_content和snmp连接

为了从片断表里访问数据，Mnesia必须决定该record属于哪张表，这通过mnesia_frag模块来实现mnesia_access callback行为

（略）

4，本地内容表

所有节点上的表副本的内容一样，但是有时候不同节点的内容不同有优点

如果我们创建表时指定{local_content, true}属性，则写操作只在本地副本上执行

而且，当在启动时初始化表，则表只会在本地初始化而表内容不会复制到其他节点

5，无盘节点

可以在无盘的节点上运行Mnesia，当然在这些节点上不可能拥有disc_copies或disc_only_copies类型的备份

最麻烦的是schema表，因为Mnesia需要schema来初始化自己

schema表可以位于一个或多个节点上

schema表的存储类型可以为disc_copies或ram_copies(不能是disc_only_copies)

Mnesia启动时使用schema表来决定应该和哪些节点建立联系

如果其他节点已经启动，则启动节点将其他节点的表定义和自己的表定义合并

参数extra_db_nodes包含一个节点list，Mnesia除了schema里的节点，还要和该参数的节点建立联系，默认值为[]

因此，当无盘节点需要从网络上的一个远程节点找到schema定义，则我们需要从-mnesia extra_db_nodes参数节点列表支持该信息

如果没有这个配置参数，Mnesia会以一个单节点系统启动

可以使用mnesia:change_config/2来给'extra_db_node'赋值并且强制建立一个连接，即mnesia:change_config(extra_db_nodes, NodeList)

应用参数schema_location控制Mnesia在哪里搜索schema：

1）disc

强制硬盘，schema假设位于Mnesia目录，如果找不到，则Mnesia拒绝启动

2）ram

强制ram，schema只位于ram中，启动时会生成一个很小的新schema

这个默认schema只包含schema表的定义并且只位于本地节点

3）opt_disc

可选的硬盘，schema可能只位于硬盘或ram

如果硬盘上找不到schema，Mnesia启动一个无盘节点（schema表的存储类型为ram_copies）

如果schema_location设置为opt_disc，则方法mnesia:change_table_copy_type/3可以用来改变schema的存储类型：

Java代码

1> mneisa:start().

ok

2> mnesia:change_table_copy_type(schema, node(), disc_copies).

{atomic, ok}

6，更多的Schema管理

可以从Mnesia添加和删除节点，这可以通过添加schema副本到这些节点来完成

mnesia:add_table_copy/3和mnesia:del_table_copy/2可以用来添加和删除schema表副本

添加一个节点会影响两点：1，允许其他表备份到该节点；2，它会在启动时连接硬盘节点

mnesia:del_table_copy(schema, mynode@host)从Mnesia系统删除'mynode@host'节点

mnesia:system_info(schema_location)和mnesia:system_info(extra_db_notes)用来决定schema_location和extra_db_nodes的值

mnesia:info/0用来打印出系统信息，可以在Mnesia启动之前就运行此方法

7，Mnesia事件处理

Mnesia可能生成系统事件和表事件这两种事件

用户进程可以订阅这些事件：

mneisa:subscribe(Event-Category)保证符合Event-Category类型的事件副本会发送给调用进程

mnesia:unsubscribe(Event-Category)对符合Event-Category类型的事件删除订阅

Event-Category可以为system或{table, Tab, simple}/{table, Tab, detailed}

系统事件语法为{mnesia_system_event, Event}，表事件语法为{mnesia_table_event, Event}

所有的系统事件有Mnesia的gen_event handler来订阅，默认为mnesia_event

mnesia:system_info(subscribers)和mnesia:table_info(Tab, subscribers)用来决定哪个进程订阅了事件

系统事件

{mnesia_up, Node}

{mnesia_down, Node}

{mnesia_checkpoint_activated, Checkpoint}

{mnesia_checkpoint_deactivated, Checkpoint}

{mnesia_overload, Details}

{inconsistent_database, Context, Node}

{mnesia_fatal, Format, Args, BinaryCode}

{mnesia_info, Format, Args}

{mnesia_error, Format, Args}

{mnesia_user, Event}

表事件

{write, NewRecord, ActivityId}

{delete_object, OldRecord, ActivityId}

{delete, {Tab, Key}, ActivityId}

{write, Table, NewRecord, [OldRecords], ActivityId}

{delete, Table, What, [OldRecords], ActivityId}

9，Mnesia应用调试

Mnesia应用调试比较麻烦，因为理解事务和表加载工作机制很难，而且嵌套事务的语义也比较令人混淆

我们可以设置Mnesia的debug level:

Java代码

mnesia:set_debug_level(Level)

参数Level为none、verbose、debug、trace、false、true

也可以作为应用参数，在启动Erlang系统时指定：

Java代码

% erl -mnesia debug verbose

9，Mnesia里的并发进程

Mnesia里允许并发的事务提交，程序里不用显式的控制同步的进程

而且可以在用户继续使用表时移动、删除或重新配置表

详细参考四，事务和其他访问上下文

10，原型

如果我们决定使用Mnesia，通常会先将定义和数据写在纯文本里，这样比较简单

这样在构建原型时我们把定义和数据写在纯文本文件里，然后使用下面方法来处理：

mnesia:load_textfile(Filename)

mnesia:dump_to_textfile(Filename)

文本文件的格式为：

Java代码

{tables, [{Typename, [Options]}, {Typename2 ...}]}.

{Typename, Attribute1, Attribute2 ...}.

{Typename, Attribute1, Attribute2 ...}.

Options是{Key,Value}list，和mnesia:create_table/2的options一致

例如我们有一个healthy foods的数据库，有下面的文件FRUITS：

Java代码

{tables,

[{fruit, [{attributes, [name, color, taste]}]},

{vegetable, [{attributes, [name, color, taste, price]}]}

]}.

{fruit, orange, orange, sweet}.

{fruit, apple, green, sweet}.

{vegetable, carrot, orange, carrotish, 2.55}.

{vegetable, potato, yellow, none, 0.45}.

我们可以这样来加载fruits数据库：

Java代码

1> mnesia:load_textfile("FRUITS").

New table fruit

New table vegetable

{atomic, ok}

2> mnesia:info().

---> Processes holding locks <---

---> Processes waiting for locks <---

---> Pending (remote) transactions <---

---> Active (local) transactions <---

---> Uncertain transactions <---

---> Active tables <---

vegetable : with 2 records occuping 299 words of mem

fruit : with 2 records occuping 291 words of mem

schema : with 3 records occuping 401 words of mem

===> System info in version "1.1", debug level = none <===

opt disc. Directory "/var/tmp/Mnesia.nonode@nohost" is used.

use fallback at restart = false

running db nodes = [nonode@nohost]

stopped db nodes = []

remote = []

ram copies = [fruit,vegetable]

disc copies = [schema]

disc only copies = []

[fnonode@nohost,disc copiesg] = [schema]

[fnonode@nohost,ram copiesg] = [fruit,vegetable]

3 transactions committed, 0 aborted, 0 restarted, 2 logged to disc

0 held locks, 0 in queue; 0 local transactions, 0 remote

0 transactions waits for other nodes: []

ok