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Store新增支持MVCC的KVDB实现.md

--- "a/Store\346\226\260\345\242\236\346\224\257\346\214\201MVCC\347\232\204KVDB\345\256\236\347\216\260.md"
+# 一、现状 #
+# 一、现状 #
+## 1.Store与外部的交互消息接口 ##
+![Store接口时序](./resource/kvdb-sequence.png)
+
+###EventStoreSet
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+该消息接口实际未被调用
+
+###EventStoreGet
+（1）接口由rpc接口调用时，逐层调用，比如GetAddrOverView/GetBalance/GetTokenBalance等，调用到channelClient的accountdb.LoadAccounts、accountdb.LoadExecAccountQueue等接口时，触发调用QueueProtocol的StoreGet接口，触发向Store发起EventStoreGet消息。  
+（2）执行器框架调用StateDB.Get接口时，如果系统配置不支持MVCC，则将通过EventStoreGet消息接口向Store发起数据查询。  
+Store在收到EventStoreGet消息时，将根据系统配置调用KVDB或者Mavl的Get接口查询数据，并返回结果。
+
+###EventStoreMemSet
+当同步区块或者生成区块时，Chain模块将调用connectBlock->ExecBlock->ExecTx->ExecKVMemSet将执行区块交易的kvset结果通过消息EventStoreMemSet写入Store的缓存。  
+Store在收到EventStoreMemSet消息时，将根据系统配置调用KVDB或者Mavl的MemSet接口将中间结果放入缓存，并返回kvset对应的StateHash。
+
+###EventStoreRollback
+Chain在ExecBlock的处理中，校验EventStoreMemSet响应消息中的StateHash，如果不一致，则触发ExecKVSetRollback调用，将通过EventStoreRollback消息发起回滚。  
+Store收到回滚消息后，会将上一步缓存的内容删除。
+
+###EventStoreCommit
+Chain在ExecBlock的处理中，校验EventStoreMemSet响应消息中的StateHash，如果一致，且后续执行正确，触发ExecKVSetCommit调用，将通过EventStoreCommit消息，通知Store持久化对应数据，Store根据系统配置调用KVDB或者Mavl的Commit接口将数据落盘。  
+
+###EventStoreGetTotalCoins
+RPC接口调用GetTotalCoins，将通过channelClient调用accountdb.GetTotalCoins接口->调用QueueProtocol的StoreGetTotalCoins接口->通过消息EventStoreGetTotalCoins向Store发起数据查询  
+Store目前只有在配置为Mavl时，才支持该消息接口。（Mval实现了IterateRangeByStateHash接口，KVDB未实现该接口）  
+## 2.Store相关的类图关系 ##
+![Store类图结构](./resource/kvdb-class.png)
+
+##配置文件中和Store相关的配置
+[store]  
+name="mavl"  
+driver="leveldb"  
+dbPath="datadir/kvdb"  
+dbCache=128  
+
+##结合类图关系有如下要点说明：
+1.Store根据系统配置决定选择KVStore还是Store（Mavl）。  
+2.Store的底层最终使用的db类型根据配置文件来定，可以是GoLevelDB或者GoMemDB，它们都实现的DB interface。  
+3.KVStore的实现中，对数据的最新值进行存储，无法保存KV历史值，不能进行版本回滚。  
+4.Store（Mval）的实现中，使用merkel avl树形结构存储数据，可以通过statehash索引主键的历史值，但树形结构需要不断的建树、销毁来应对数据变更及查询，当存储数据量多到一定程度后，程序运行速度越来越慢，整体性能受此影响比较大。
+
+## 3.MVCC现状
+![mvcc现状](./resource/mvcc.png)  
+
+上图展示了新增区块和删除区块的主要处理逻辑及消息交互。  
+###MVCC的控制开关  
+[exec]  
+enableMVCC=true  
+上述字段置为true，则说明系统开启了MVCC能力。  
+开启该功能，需要重新开始同步区块，因为系统对于数据的存储格式及存储位置都有变化调整，如果不重新开始，会出现问题。  
+
+###新增区块  
+1.ExecBlock的处理中，通过EventExecTxList触发执行器，执行交易（检查交易，处理手续费，调用具体执行器执行交易），获得交易执行结果KV及日志，存储在receipts，并将kv及StateHash写入Store数据库（通过EventStoreMemSet、EventStoreRollback、EventStoreCommit几个消息触发，分为Set-获得stateHash、Rollback-失败回滚、Commit-提交存储几个步骤）。  
+2.AddTxs将tx信息（KV）保存到本地数据库，其中要保存的KV数据，经过执行器的处理，如果系统配置为支持MVCC，则对相关KV按MVCC的处理方式进行改造，结果存储本地数据库；也包括手续费信息：TotalFeeKey:hash->fee
+  
+关于AddMVCC的处理过程描述如下：  
+1).首先从本地数据库使用prevHash来获得对应的version  
+本地数据库中的对应关系：.-mvcc-m.hash->version  
+校验版本号信息是对的（hash对应的version与preHash对应的preVersion相差1）  
+2).SetVersionKV  
+按如下对应的key-value关系，加入kvset
+.-mvcc-m.hash->version
+.-mvcc-m.version.000000000000xx->hash  
+3).对于原有的kv进行GetSaveKV处理，生成MVCC的对应version的kv数据，并加入kvset  
+.-mvcc-.d.key.version->value  
+4).生成对应版本的versionkeylist数据，并加入kvset  
+.-mvcc-.m.versionkl.000000000000xx->delkeys
+这个数据用于回滚删除数据。
+
+###删除区块  
+1.从本地数据中，通过批量删除tx信息  
+通过EventDelBlock消息触发执行器执行删除交易，获得要删除的kv的正确格式，如果系统配置为支持MVCC，则相关kv要使用DelMVCC处理改造，才能从本地数据库中正确删除；也包括要删除的手续费信息：TotalFeeKey:hash->fee  
+  
+关于DelMVCC的处理过程描述如下：  
+1).获取最大的version,检查与要删除的version相等。（删除区块必须从最高区块开始顺序删除）。  
+2).DelVersionKV  
+按如下对应的key-value关系，加入要删除的kvset
+.-mvcc-m.hash->version
+.-mvcc-m.version.000000000000xx->hash  
+2.从db中删除block相关的信息
+
+###开启MVCC与关闭MVCC时的数据读写区别  
+![kvdb-mvcc示意图](./resource/mvcc-diff.png)    
+
+
+
+# 二、需求 #
+针对Store模块，需要建立一种支持MVCC机制的KVDB实现，达到以下目的：  
+1.历史数据可以保留下来，供查询使用，并能够支持数据回滚。  
+2.支持MVCC机制，除了保留下来历史版本数据，还可以把多版本数据存储在结构是线性平铺的KV数据库中，不需要使用复杂的树形结构来维护数据，对于系统性能提升有帮助，即使数据量达到一定程度，系统性能不发生明显的下降。
+
+# 三、方案描述 #
+
+##配置文件中和Store相关的如下配置增加取值
+[store]  
+name="kvmvcc"  
+driver="leveldb"  
+dbPath="datadir/kvdb"  
+dbCache=128  
+
+当上述配置为kvmvcc时，如下配置项自动失效(值强制设定为false):  
+[exec]  
+enableMVCC=true  
+
+
+##当配置为kvmvcc时，Store将按照如下方式进行statedb数据的维护
+![kvdb-mvcc示意图](./resource/kvdb-mvcc.png)  
+###1.增加区块  
+Store收到EventStoreMemSet，会将收到的kvset数据打包生成hash(N)（假定新生成的块高为N），并和前一区块的StateHash(N-1)一起生成StateHash(N),即StateHash(N)=hash(StateHash(N-1)+hash(N))。Store将StateHash(N)及对应的version(height)关系数据存入statedb，将增加了MVCC版本号信息的KVSet数据存入statedb，将存入的KVSet的KeyVersionList数据存入statedb(用于在回滚区块时删除数据使用)。
+
+###2.删除区块（回滚）  
+Store需要新增接口EventStoreDel，按照要删除的区块高度height，StateHash信息，删除在statedb中存储的对应version（height）的KVSet数据（先找到KeyVersionList数据，然后根据列表进行删除即可）。  
+删除区块的mvcc数据时，遵循倒序删除的规则，比如生成区块数据是0->1->2->3，删除区块数据只能从顶部开始删0->1->2->3->3(删除)->3'->4...  
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+###3.查询数据  
+当Store收到EventStoreGet消息，可以根据携带的StateHash或者height信息，从statedb中查找相应的key对应的value的值，查询时，key要拼接上version信息（height），以便查找到正确的版本数据。  
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