EMQ持久化数据库Oracle,EMQ源码分析（五）：Mnesia数据库

前言

基于EMQ2.3.11。Mnesia是分布式电信数据库管理系统，有以下特性：DBMS查询语言

数据持久性：表是持久化到存储的

集群复制：表可以在多个节点上复制

原子事务：支持事务

透明：对编程来说是透明的

实时数据搜索：查询速度很快

一、Mnesia表的创建参数

1、type 表类型

【取值】set：键值，1:1，一个键一条记录

ordered_set：键值，1:1，带排序

bag：1:n，一个键可以映射很多条记录

2、record_name 记录名称

【取值】记录名

所有表中的记录都必须是同一个记录的实例

3、ram_copies 内存复制

【取值】节点列表

可以指定要备份到哪些节点的内存中去，不保证事务更新。可以定时刷盘。

4、disc_copies 磁盘复制

【取值】节点列表

指定要备份到哪些节点的内存和磁盘中去，内存操作表格，磁盘追加操作日志。

5、disc_only_copies 强制磁盘复制

【取值】节点列表

指定备份到哪些节点的磁盘中去，操作都是基于磁盘操作，速度慢。

6、index 索引

【取值】属性名或整数列表

指定额外维护的索引表的元组位置

7、local_content 本地内容

【取值】true/false，默认false

表名对其他节点是已知的，但数据只在自己节点上。

8、majority

【取值】true/false，默认falsetrue：大多数表的副本都必须同步成功更新(保证数据一致性)

false：不需要立刻同步，副本数据可能某段时间不一致

9、snmp

【取值】SNMP键类型

将基于集合的表自动变为简单网络管理协议(SNMP)有序表。

10、attributes

【取值】Record的属性列表

指定要插入哪些属性到表中。

EMQ的表都是内存复制，而且是用的自行开发的ekka_mnesia库。

EMQ路由表是bag类型，因为一个Topic可能有多个Node都会订阅，是一个类似Map的表：-record(mqtt_route,

{ topic :: binary(),

node :: node()

}).

ok = ekka_mnesia:create_table(mqtt_route, [

{type, bag},

{ram_copies, [node()]},

{record_name, mqtt_route},

{attributes, record_info(fields, mqtt_route)}]);

EMQ的session是set类型，因为必须要保证clientId性：-record(mqtt_session,

{ client_id :: binary(),

sess_pid :: pid(),

clean_sess :: boolean()

}).

%% Global Session Table

ok = ekka_mnesia:create_table(mqtt_session, [

{type, set},

{ram_copies, [node()]},

{record_name, mqtt_session},

{attributes, record_info(fields, mqtt_session)}]);

二、Mnesia表操作

这里只简单的记录EMQ用到过的表格操作是什么含义。

1、select 按条件读取表格

【原型】

select(Tab, MatchSpec [, Lock]) -> transaction abort | [Object]Tab：表名

MatchSpec：匹配参数

Lock：是否加锁读取

【示例】mnesia:select(mqtt_session, [{#mqtt_session{client_id = '$1', sess_pid = '$2', _ = '_'},[{'==', {node, '$2'}, Node}], ['$1']}])

2、write 写记录

【原型】write(Record) -> transaction abort | ok

write(Tab, Record, LockKind) -> transaction abort | okTab：表名

Record：记录值

LockKind：write写入锁，sticky_write粘滞写入锁

默认的write/1是本表+记录值+写入锁。sticky_write粘滞写入锁是一种用于优化锁获取的机制。如果您使用复制表的目的主要是为了容错(而不是为了快速读取访问)，则粘滞锁可能是佳选择。当获取粘滞写入锁时，将通知所有节点哪个节点被锁定。然后，来自同一节点的粘滞锁定请求将作为本地操作执行，而不与其他节点进行任何通信。即使在事务结束后，粘滞锁仍会留在节点上。

【示例】mnesia:write(Route).

3、delete 删除记录

【原型】delete({Tab, Key}) -> transaction abort | ok

delete(Tab, Key, LockKind) -> transaction abort | ok

和前面一致，默认用write写入锁，删除一行数据。

【示例】mnesia:delete({mqtt_trie_node, Topic})

4、delete_object 删除对象

【原型】delete_object(Record) -> transaction abort | ok

delete_object(Tab, Record, LockKind) -> transaction abort | ok

如果表是bag类型，一对多，可以用这个来删除所有数据，默认写入锁。

【示例】mnesia:delete_object(mqtt_route, R, write)

5、wread

【原型】wread({Tab, Key}) -> transaction abort | RecordList

read(Tab, Key, LockKind) -> transaction abort | RecordList

wread调用的read，使用写入锁(不可写)。

read的锁可以是：read、write、sticky_write。

【示例】mnesia:wread({mqtt_route, Topic})

6、ets

【原型】ets(Fun, [, Args]) -> ResultOfFun | exit(Reason)

调用一个非事务的函数，会去内存取本地ets表，速度很快，相当于取缓存。

【示例】EMQ只有一处用到了，在订阅树匹配的时候，因为只是读操作，但是操作次数太多，可以容忍脏读，所以用这个直接读内存：Matched = mnesia:ets(fun emqttd_trie:match/1, [Topic])

7、transaction 事务

【原型】transaction(Fun [[, Args], Retries]) -> {aborted, Reason} | {atomic, ResultOfFun}

以事务的方式执行Fun函数。

【示例】mnesia:transaction(Clean)

8、abort 中止事务

【原型】abort(Reason) -> transaction abort

主动表明事务执行失败，数据库恢复到事务之前的状态。

【示例】在进行delete_path的时候，递归到后发现找不到指定节点，需要主动表明自己执行失败(因为是业务逻辑错误)，所以使用了abort：mnesia:abort({node_not_found, NodeId})

9、dirty_read 脏读

【原型】dirty_read(Tab,Key)->ValueList | exit({aborted,Reason})

读取当前的数据，不需要事务。

【示例】mnesia:dirty_read(mqtt_session, ClientId)

10、dirty_delete_object 脏删

【原型】dirty_delete_object(Tab, Record)

删除当前数据，不需要事务。

【示例】remove_session(Session) ->

mnesia:dirty_delete_object(Session).

11、async_dirty 异步执行

【原型】async_dirty(Fun, [, Args]) -> ResultOfFun | exit(Reason)

不要事务地执行Fun函数。

【示例】只在路由表相关操作中使用到，因为增加路由表无需加锁：add_direct_route(Route) ->

mnesia:async_dirty(fun mnesia:write/1, [Route]).

12、dirty_all_keys

【原型】dirty_all_keys(Tab) -> KeyList | exit({aborted, Reason})

注意这里的dirty不是动词，而是只all_keys的脏操作版本，获取表的所有键值。

【示例】只在一处用到，路由表：topics() ->

mnesia:dirty_all_keys(mqtt_route).

参考资料

2、《腾讯云开发者文档：mnesia》(相当于手册的中文翻译，基本是机器翻译，很多错误)