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计划实现的bonus：
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- 缓存
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- 并行
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- GUI前端和完整部署方案
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有时间打算实现的bonus（按优先级次序排序）：
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1. UTF-8中文支持
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2. Validator
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不打算实现的bonus：
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- 快照
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- 文件系统修复
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# 模块划分
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整个程序分为后端和前端两部分，后端即主体部分
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## 后端
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后端只有一个可执行文件，书店实例通过配置文件夹来决定（默认为当前目录下`.bookstore`文件夹，亦可通过命令行参数指定）。当书店系统在运行时，有且仅有一个后端进程，分为interactive模式(使用后端自带的交互，单会话模式)和server模式(通过WebUI交互)。
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### 数据库模块
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维护相关数据，支持并行（API阻塞但可同时运行）。
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#### 磁盘IO的并发
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- 机械硬盘下不应该并发，反复寻址会负优化
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- 从安全性角度，没有把握不要同时写
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- 进程内部使用同一个文件描述符时，可以并发地调用读取函数，但是会自动相互阻塞
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- 当使用不同的文件描述符时，并发调用读取函数时不会自动相互阻塞，如果并发读取的区域重叠，会有安全性问题
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~~因此我不太打算碰文件系统~~
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#### 数据库设计方案
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##### 需求
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##### 数据结构
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###### 底层实现
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通过B+树或一个有序的块状链表实现一个键值数据库，相当于`std::multimap`，一个键值数据库实例拥有恰好一个文件
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###### 逻辑实现
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数据库的一条记录有主键（应当是唯一的）、副键和数据构成，从主键到数据建立multimap，从副键到主键建立multimap，一个数据库实例拥有恰好两个文件。
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##### 文件访问与缓存
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memoryriver类维护一个缓存，简单地缓存高频访问和连续访问；键值数据库根据逻辑缓存最近访问和高频访问；数据库层不设缓存。
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##### 并发安全
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### 引擎模块
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具体执行业务，一次请求对应且只对应一次引擎模块API调用，支持并行（API阻塞但可同时运行）。当API入口函数被调用后，执行相关具体操作（包括会话管理），然后返回响应。
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### 通信与调度模块
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负责对外提供文本模式的交互，以及维护请求级的并行。从流`request`读取文本格式的命令，并把内部数据格式的响应翻译成文本格式，向引擎模块发送请求（调用引擎模块对外提供的API），并把响应返回到流`response`。支持条件允许时的并行：
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- 输入子模块从`request`读取请求，打上时间戳，分独占式请求和可并行请求按时间戳顺序分批处理。处理一个请求时，启动一个工作线程调用翻译子模块。同一个会话的请求不可并行，把`std::thread`move进相应的该会话的工作线程句柄队列，下一个join前一个。成批执行可并行请求时，启动完当前批次所有工作线程后join每个session的最后一个工作线程，结束之后就可以执行下一批了。为了在服务模式下处理时有时无的请求，两个流在读取时是阻塞的（自己封装一个，用`std::condition_variable`通讯），并且读一个处理一个，碰到“不属于自己批次”的东西才算一批结束。
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- 翻译子模块(入口函数本身阻塞)join完同一个session的上一个请求后，向引擎模块API发送请求，得到响应后把响应数据传给输出子模块的调用接口(阻塞但可并行，处理部分同时运行，上锁后直接输出到`response`，输出本身不同时进行)。
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注意，在`request`流和`response`流中，输入输出仅保证单个请求/响应是完整的，多个请求/响应之间是完全“混杂”的，通过session token、operation token区分，通过outhentication key鉴权。`request`流和`response`流始终由信模块控制。注意，通讯模块不负责会话管理。
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### 内置交互模块
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当处于server模式下，不负责会话管理，直接把`std::cin`和`std::cout`的内容转发给通信与调度模块；处于interactive模式下时，提供用户侧会话管理，然后再调用通信与调度模块。
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标准输入输出始终由内置交互模块控制。
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## 前端
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~~不清楚有没有时间写~~。WebUI，采用`Node.JS`+`Socket.IO`，~~不打算弄得很好看，不打算支持响应式设计~~，支持图形化操作面板和“云命令行”。和interactive模式一样，单个会话的操作支持逻辑上并发（上一操作未结束可以发出下一操作）但后端实际上是串行的。对于通讯中断、偶发的服务器未响应，只保证不会彻底崩掉，不保证出问题的业务能恢复。会话管理方面，只负责信息准确投送。
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### 服务端
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提供会话管理。虽然有log，但后端的响应只会发送一次，用于防止客户端掉线的缓存由服务端维护。
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### 客户端
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云命令行和图形化操作面板分两个页面，通过超链接关联。历史记录、会话信息存储于IndexDB中。负责用户侧会话管理。
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#### 云命令行
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#### 图形化操作面板
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实际上是一个页面，不同模式下动态绘制。 |