04.8 实现简单的K-V存储

本节你将学习使用Go实现K-V存储的简单实现,其背后的思想是易于理解的:尽可能快速地发出请求并给出响应,并将其转化成对应的数据结构。

本节代码将实现K-V存储的四个基本功能:

  1. 添加新元素

  2. 基于key删除已有的元素

  3. 给定key查找对应value

  4. 修改key对应的value

我们将这四个功能命名为ADD,DELETE,LOOKUP,CHANGE,完成这四个基本功能,你将会对K-V存储的实现有一个全面的了解。另外,当你输入STOP时整个程序就会停止,输入PRINT命令就会打印出当前K-V存储的内容。

本节的keyValue.go将分为5个代码段解释。

第一部分:

package main
import (
"bufio"
"fmt"
"os"
"strings"
)
type myElement struct {
Name string
SurName string
Id string
}
var DATA = make(map[string]myElement)

我们使用原生的Go map来实现K-V存储,因为内置的数据结构往往执行效率更高。map变量被声明为全局变量,其k为string类型,v为myElement类型,myElement是自定义的结构体。

第二部分代码:

func ADD(k string,n myElement) bool {
if k == "" {
return false
}
if LOOKUP(k) == nil {
DATA[k] = n
return true
}
return false
}
func DELETE(k string) bool {
if LOOKUP(k) != nil {
delete(DATA, k)
return true
}
return false
}

这部分代码实现了命令行ADDDELETE,用户在执行ADD命令时,如果没有携带足够的参数,我们要保证该操作不会失败,意味着myElement中对应的字段为空字符串。然而如果你要添加的key已经存在了,就会报错(K-V存储不允许重复key出现)而不是修改对应的值。

第三部分代码:

func LOOKUP(k string) *myElement {
_, ok := DATA[k]
if ok {
n := DATA[k]
return &n
} else {
return nil
}
}
func CHANGE(k string, n myElement) bool {
DATA[k] = n
return true
}
func PRINT() {
for k, v := range DATA {
fmt.Printf("key: %s value: %v",k,v)
}
}

该代码段实现了LOOKUPCHANGE功能,如果你要修改的key不存储,程序会自动将其存储。

PRINT命令能够打印出目前所有K-V存储的内容。

第四部分代码:

func main() {
scanner := bufio.NewScanner(os.Stdin)
for scanner.Scan() {
text := scanner.Text()
text = strings.TrimSpace(text)
tokens := strings.Fields(text)
switch len(tokens) {
case 0:
continue
case 1:
tokens = append(tokens,"")
tokens = append(tokens,"")
tokens = append(tokens,"")
tokens = append(tokens,"")
case 2:
tokens = append(tokens,"")
tokens = append(tokens,"")
tokens = append(tokens,"")
case 3:
tokens = append(tokens,"")
tokens = append(tokens,"")
case 4:
tokens = append(tokens,"")
}

该部分代码读取用户的输入。首先,for循环将保证程序一直等待用户的输入,接下来使用tokens切片保证至少有5个元素的输入,即使只有ADD命令需要5个参数。如果用户不想在使用ADD命令时出现空字符串值,就需要这样输入:ADD aKey Field1 Field2 Field3

最后一部分代码:

switch tokens[0] {
case "PRINT":
PRINT()
case "STOP":
return
case "DELETE":
if !DELETE(tokens[1]) {
fmt.Println("Delete operations failed")
}
case "ADD":
n := myElement{tokens[2],tokens[3],tokens[4]}
if !ADD(tokens[1],n) {
fmt.Println("Add operation failed")
}
case "LOOKUP":
n := LOOKUP(tokens[1])
if n != nil {
fmt.Printf("%v\n",n)
}
case "CHANGE":
n := myElement{tokens[2],tokens[3],tokens[4]}
if !CHANGE(tokens[1],n) {
fmt.Println("Update operation failed")
}
default:
fmt.Println("Unknown command - please try again!")
}
}
}

这部分代码处理用户的输入。switch的使用使得程序的逻辑设计看上去十分清晰,能够将程序员从冗余的if...else中拯救出来。

执行keyValue.go得到如下输出:

$ go run keyValue.go
UNKNOWN
Unknown command - please try again!
ADD 123 1 2 3
ADD 234 2 3 4
ADD 234
Add operation failed
ADD 345
PRINT
key: 123 value: {1 2 3}key: 234 value: {2 3 4}key: 345 value: { }
CHANGE 345 3 4 5
PRINT
key: 345 value: {3 4 5}key: 123 value: {1 2 3}key: 234 value: {2 3 4}
DELETE 345
PRINT
key: 123 value: {1 2 3}key: 234 value: {2 3 4}
ADD 567 -5 -6 -7
PRINT
key: 123 value: {1 2 3}key: 234 value: {2 3 4}key: 567 value: {-5 -6 -7}
CHANGE 567
PRINT
key: 567 value: { }key: 123 value: {1 2 3}key: 234 value: {2 3 4}
STOP

学习第8章后你将学会如何支持K-V存储的数据持久化功能。然而,在单用户应用使用goroutines和channel是没有任何实际意义的,但是如果你是通过TCP/IP实现K-V存储,那么使用goroutines和channel会帮助你实现多连接、服务多用户功能。你将在第9、10章学习goroutines和channel的知识,并且在12、13章学习网络编程的相关知识,尽情期待吧!