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ADD和DELETE，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LOOKUP与CHANGE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！