h2 sql引擎实现及其源代码学习

引言

在java语言里访问数据库一般是通过jdbc去访问，jdbc一般用于客户端去联接数据库，并且把相应的sql语句传给数据库服务器，服务器接收到sql请求就开始分发给sql执行引擎解析sql并执行相应任务，在服务器端执行完得到的结果（对于那些更改操作没有相关结果）传输给对应的客户端。

通常情况下，我们经常去编写jdbc客户端，看如何建立连接与服务器交互。如果我们也需要在服务端建立类似mysql一样的sql引擎，使得客户端直接采用类似jdbc的方式去与服务端提交标准sql，最后完成相应的执行任务。

在java中，已经有相关的开源产品来完成这样类似的任务的。其中就有一个sql 引擎h2 就引人注目。该项目的源代码是在sourceforge上可以下载，采用的语言是java，它已经完成了整套sql执行过程流程，只需要你去完成相应的逻辑代码，就能搭建一套完备的sql执行服务器。

同样，对于mysql的java jdbc实现有相应的jar，在开源社区也有相应的jdbc规范实现SqlLine，只需要向其提供h2的驱动客户端就能够访问h2 sql引擎。

h2代码结构

查看源码，可以看到四个重要的package，其中：

1. org.h2.jdbc包实现java jdbc的一系列接口，并且提供相应的jdbc驱动org.h2.Driver供java客户端来使用;
2. org.h2.server包是h2 sql引擎的服务端实现代码。接收sql请求并解析，最后执行相应DDL,DML操作;
3. org.h2.ddl和org.h2.dml包是各种sql命令的执行逻辑实现。如果需要对某种特定的sql类型个性化，那么可以修改这两个包下面对应的执行类。

 

h2引擎分析

h2构建sql执行引擎服务器，就需要在服务器端监听相应的sql请求。h2服务器的启动类是org.h2.tools.Server，这里面会产生一个org.h2.server.TcpServer对象用于创建相应的监听线程，不断地去接收外来相关请求。

public void listen() {
        listenerThread = Thread.currentThread();
        String threadName = listenerThread.getName();
        try {
            while (!stop) {   //不断接收客户端的sql请求
                Socket s = serverSocket.accept(); //接收外来的sql请求
                TcpServerThread c = new TcpServerThread(s, this, nextThreadId++); 产生一个TcpServerThread Runnable类对象
                running.add(c);
                Thread thread = new Thread(c, threadName + " thread");  //另外创建一个线程去处理sql请求
                thread.setDaemon(isDaemon);
                c.setThread(thread);
                thread.start();   //新线程TcpServerThread正式运行,初始化客户端传过来的连接信息，及循环通过org.h2.server.TcpServerThread.process()方法根据不同的sql请求类型（例如：update，select，或其它请求类型）去处理sql语句及请求。
            }
            serverSocket = NetUtils.closeSilently(serverSocket);
        } catch (Exception e) {
            if (!stop) {
                TraceSystem.traceThrowable(e);
            }
        }
        stopManagementDb();
    }

sql主要分为两大类：1. DDL（例如create表，alter表）; 2. DML（例如select表，update表）。每个大类里面也有许多较小的类型。根据不同的类型就走不同的分支代码，例如查询、更新等操作，类型代码在org.h2.engine.SessionRemote类中。最终，不同的类型会产生一个对应的org.h2.command.Command对象，进行相应的操作。因此，如果要修改某个sql类型的执行逻辑，我们只需要在对应的Command类中进行修改。把sql语句转变成Command对象，这需要一个过程，包括解析（parse）sql，最终产生一个Command的继承类org.h2.command.CommandContainer对象。

 

我们将以DDL或者DML中的create/update等操作时的代码逻辑如下：

 

            if (commit == null) {
                commit = session.prepareLocal("COMMIT");  //做好相关准备工作（包括解析sql，生成一个org.h2.command.Prepared对象，最后把他们封装成CommandContainer对象）
            }
            int old = session.getModificationId();
            commit.executeUpdate();  // 执行相应的command

 

 

其它

如果需要了解h2的运行流程及client与server端的通信协议，可以参考这篇文章：https://github.com/codefollower/H2-Research/blob/master/docs/协议实现分析/H2数据库client-server协议全解.java