持久化功能 (#376)

### What problem were solved in this pull request?

Issue Number: close #118 #279 

Problem:
当前的WAL仅记录了事务的日志，没有记录内部对象，比如record manager、B+树等的日志，导致在异常重启时，可能正常无法恢复。

### What is changed and how it works?
除了记录事务日志，还记录了Buffer pool、record
manager、B+树等内部数据日志，可以保证内部对象变更后断电等异常，仍然可以通过日志来恢复数据。

另外，此PR也实现了事务的回滚日志。

Author: hnwyllmm

.github/workflows/build.yml

@@ -31,7 +31,7 @@ jobs:
 
     - name: BuildDebug
       shell: bash
-      run: bash build.sh debug -DENABLE_COVERAGE=ON --make -j4
+      run: bash build.sh debug -DCONCURRENCY=ON -DENABLE_COVERAGE=ON --make -j4
 
     - name: Test
       shell: bash
@@ -65,4 +65,7 @@ jobs:
 
     - name: Build
       shell: bash
-      run: sudo bash build.sh init && bash build.sh release --make -j4
+      run: |
+        export ASAN_OPTIONS=detect_container_overflow=0
+        sudo bash build.sh init
+        bash build.sh release --make -j4

.github/workflows/test.yml

@@ -1,8 +1,6 @@
 name: test
 
 on:
-  push:
-    branches: [ "main" ]
   pull_request:
     branches: [ "main" ]
 
@@ -25,7 +23,6 @@ jobs:
           echo "begin test..."
           python3 test/case/miniob_test.py --test-cases=basic | tail -1 | grep "basic is success"
 
-  # sysbench cannot work property on this platform.
   # I found that sysbench would send more request before receiving last response
   sysbench-test:
     strategy:
@@ -45,22 +42,48 @@ jobs:
           sudo bash script.deb.sh
           sudo apt -y install sysbench mariadb-client
 
-      - name: start server
+      - name: build miniob
         shell: bash
         run: |
           sudo bash build.sh init
           bash build.sh release -DCONCURRENCY=ON -DWITH_UNIT_TESTS=OFF
-          nohup ./build_release/bin/observer -T ${{ matrix.thread_model }} -s /tmp/miniob.sock -f etc/observer.ini -P mysql -t mvcc &
+
+      - name: start server
+        shell: bash
+        run: |
+          nohup ./build_release/bin/observer -T ${{ matrix.thread_model }} -s /tmp/miniob.sock -f etc/observer.ini -P mysql -t mvcc -d disk &
           sleep 10 && echo "wake up"
           mysql --version
           mysql -S /tmp/miniob.sock -e "show tables"
 
+      # error number 41 is LOCKED_CONCURRENCY_CONFLICT
+      # we should change the error number if we update the code
       - name: sysbench test
         shell: bash
         run: |
           cd test/sysbench
-          sysbench --mysql-socket=/tmp/miniob.sock --threads=10 ${{ matrix.test_case }} prepare
-          sysbench --mysql-socket=/tmp/miniob.sock --threads=10 ${{ matrix.test_case }} run
+          sysbench --mysql-socket=/tmp/miniob.sock --mysql-ignore-errors=41 --threads=10 ${{ matrix.test_case }} prepare
+          sysbench --mysql-socket=/tmp/miniob.sock --mysql-ignore-errors=41 --threads=10 ${{ matrix.test_case }} run
+
+      - name: stop server
+        shell: bash
+        run: |
+          mysql -S /tmp/miniob.sock -e "create table t(id int)"
+          mysql -S /tmp/miniob.sock -e "show tables"
+          killall observer
+
+      - name: restart server
+        shell: bash
+        run: |
+          nohup ./build_release/bin/observer -T ${{ matrix.thread_model }} -s /tmp/miniob.sock -f etc/observer.ini -P mysql -t mvcc -d disk &
+          sleep 10 && echo "wake up"
+          mysql -S /tmp/miniob.sock -e "show tables"
+
+      - name: sysbench test again
+        shell: bash
+        run: |
+          cd test/sysbench
+          sysbench --mysql-socket=/tmp/miniob.sock --mysql-ignore-errors=41 --threads=10 ${{ matrix.test_case }} run
 
   benchmark-test:
     runs-on: ubuntu-latest

.gitignore

@@ -6,6 +6,7 @@
 .vscode
 !.vscode/tasks.json
 !.vscode/launch.json
+.VSCodeCounter/*
 ./docs/doxy/
 build/*
 build_*

.vscode/launch.json

@@ -11,10 +11,10 @@
             "program": "${workspaceFolder}/${defaultBuildTask}/bin/observer",
             "args": ["-f", "${workspaceFolder}/etc/observer.ini", "-P", "cli"],
             "cwd": "${workspaceFolder}/${defaultBuildTask}/",
-            "externalConsole":true,
             "internalConsoleOptions": "openOnSessionStart",
             "osx": {
-                "MIMode": "lldb"
+                "MIMode": "lldb",
+                "externalConsole":true
             }
         },
         {

CMakeLists.txt

@@ -16,6 +16,7 @@ OPTION(ENABLE_UBSAN "Build with undefined behavior sanitizer" OFF)
 OPTION(WITH_UNIT_TESTS "Compile miniob with unit tests" ON)
 OPTION(WITH_BENCHMARK "Compile benchmark" OFF)
 OPTION(ENABLE_COVERAGE "Enable unittest coverage" OFF)
+OPTION(ENABLE_NOPIE "Enable no pie" OFF)
 OPTION(CONCURRENCY "Support concurrency operations" OFF)
 OPTION(STATIC_STDLIB "Link std library static or dynamic, such as libgcc, libstdc++, libasan" OFF)
 
@@ -40,6 +41,11 @@ ENDIF(WIN32)
 
 # This is for clangd plugin for vscode
 SET(CMAKE_COMMON_FLAGS "${CMAKE_COMMON_FLAGS} -Wall -Werror")
+IF (ENABLE_NOPIE)
+    SET(CMAKE_COMMON_FLAGS "${CMAKE_COMMON_FLAGS} -no-pie")
+    ADD_LINK_OPTIONS(-no-pie)
+ENDIF (ENABLE_NOPIE)
+
 IF(DEBUG)
     MESSAGE(STATUS "DEBUG has been set as TRUE ${DEBUG}")
     SET(CMAKE_COMMON_FLAGS "${CMAKE_COMMON_FLAGS}  -O0 -g -DDEBUG ")

README.md

@@ -1,17 +1,19 @@
-<div align="center">
+# MiniOB 介绍
 
+<div align="left">
+
+[![Chinese Doc](https://img.shields.io/badge/文档-简体中文-blue)](https://oceanbase.github.io/miniob/miniob-introduction.html)
+[![MiniOB stars](https://img.shields.io/badge/dynamic/json?color=blue&label=stars&query=stargazers_count&url=https%3A%2F%2Fapi.github.com%2Frepos%2Foceanbase%2Fminiob)](https://github.com/oceanbase/miniob)
 [![Coverage Status](https://codecov.io/gh/oceanbase/miniob/branch/main/graph/badge.svg)](https://codecov.io/gh/oceanbase/miniob)
 
 </div>
 
-# MiniOB 概述
-
-MiniOB 是 [OceanBase](https://github.com/oceanbase/oceanbase) 团队基于华中科技大学数据库课程原型，联合多所高校重新开发的、专为零基础的同学设计的数据库入门学习项目。我们的目标是为在校学生、数据库从业者、爱好者或对基础技术感兴趣的人提供一个友好的数据库学习项目。
+MiniOB 是 [OceanBase](https://github.com/oceanbase/oceanbase) 团队基于华中科技大学数据库课程原型，联合多所高校重新开发的、专为零基础的同学设计的数据库入门学习项目。MiniOB 的目标是为在校学生、数据库从业者、爱好者或对基础技术感兴趣的人提供一个友好的数据库学习项目，更好地将理论、实践进行结合，提升同学们的工程实战能力。
 
 MiniOB 整体代码简洁，容易上手，设计了一系列由浅入深的题目，帮助同学们从零基础入门，迅速了解数据库并深入学习数据库内核。MiniOB 简化了许多模块，例如不考虑并发操作、安全特性和复杂的事务管理等功能，以便更好地学习数据库实现原理。我们期望通过 MiniOB 的训练，同学们能够熟练掌握数据库内核模块的功能和协同关系，并具备一定的工程编码能力，例如内存管理、网络通信和磁盘 I/O 处理等, 这将有助于同学在未来的面试和工作中脱颖而出。
 
 # [文档](https://oceanbase.github.io/miniob/)
-代码配套文档和相关代码注释已经生成文档，并通过 GitHub Pages 发布。您可以直接访问：[MiniOB GitHub Pages](https://oceanbase.github.io/miniob/).
+代码配套设计文档和相关代码注释已经生成文档，并通过 GitHub Pages 发布。您可以直接访问：[MiniOB GitHub Pages](https://oceanbase.github.io/miniob/).
 
 ## 快速上手
 
@@ -40,16 +42,16 @@ MiniOB 整体架构如下图所示:
 
 - SQL解析：将用户输入的SQL语句解析成语法树；
 
-- 执行计划缓存：执行计划缓存模块会将该 SQL第一次生成的执行计划缓存在内存中，后续的执行可以反复执行这个计划，避免了重复查询优化的过程（未实现）。
-
-- 语义解析模块：将生成的语法树，转换成数据库内部数据结构（部分实现）；
-
-- 查询缓存：将执行的查询结果缓存在内存中，下次查询时，可以直接返回（未实现）；
+- 语义解析模块：将生成的语法树，转换成数据库内部数据结构；
 
 - 查询优化：根据一定规则和统计数据，调整/重写语法树。(部分实现)；
 
 - 计划执行：根据语法树描述，执行并生成结果；
 
+- 存储引擎：负责数据的存储和检索；
+
+- 事务管理：管理事务的提交、回滚、隔离级别等；
+
 - 会话管理：管理用户连接、调整某个连接的参数；
 
 - 元数据管理：记录当前的数据库、表、字段和索引元数据信息；
@@ -59,43 +61,38 @@ MiniOB 整体架构如下图所示:
 
 # [OceanBase 大赛](https://open.oceanbase.com/competition)
 
-2022 OceanBase 数据库大赛是由中国计算机学会（CCF）数据库专业委员会指导，OceanBase 与蚂蚁技术研究院学术合作团队联合举办的数据库内核实战赛事。本次大赛主要面向全国爱好数据库的高校学生，以“竞技、交流、成长”为宗旨，搭建基于赛事的技术交流平台，促进高校创新人才培养机制，不仅帮助学生从0开始系统化学习数据库理论知识，提升学生数据库实践能力，更能帮助学生走向企业积累经验，促进国内数据库人才的发展，碰撞出创新的火花。
+全国大学生计算机系统能力大赛（以下简称“大赛”）是由系统能力培养研究专家组发起，全国高等学校计算机教育研究会、系统能力培养研究项目示范高校共同主办、OceanBase 承办，面向高校大学生的全国性数据库大赛。
+大赛面向全国爱好数据库的高校学生，以“竞技、交流、成长”为宗旨，搭建基于赛事的技术交流平台，促进高校创新人才培养机制，不仅帮助学生从0开始系统化学习 OceanBase 数据库理论知识，提升学生数据库实践能力，更能帮助学生走向企业积累经验，促进国内数据库人才的发展，碰撞出创新的火花。
 
 OceanBase 初赛基于一套适合初学者实践的数据库实训平台 MiniOB，代码量少，易于上手学习，包含了数据库的各个关键模块，是一个系统性的数据库学习平台。基于该平台设置了一系列由浅入深的题目，以帮助同学们更好"零"基础入门。
 
-2023 OceanBase 数据库大赛正在火热进行, 更多详情, 请参考 [OceanBase 大赛](https://open.oceanbase.com/competition/index)。
-
-### 1. 大赛手把手入门教程
+为了帮助大家能在大赛中取得好成绩，我们提供了一系列的教程和指导，帮助大家更好地学习数据库基础知识，更好地完成大赛题目。
+欢迎大家查看[《从0到1数据库内核实战教程》  视频教程](https://open.oceanbase.com/activities/4921877?id=4921946)，视频中包含了代码框架的介绍和一些入门题目的讲解。
+> 由于MiniOB是一个持续演进的产品，视频教程中有些内容会与最新代码有冲突，建议大家参考讲解中的思路。
 
-[大赛入门教程](https://oceanbase.github.io/miniob/game/gitee-instructions.html)
-
-### 2. 大赛赛题
-
-[赛题介绍](https://oceanbase.github.io/miniob/game/miniob_topics.html) 
-
-### 3. 提交测试
-
-题目完成并通过自测后，大家可以在 [MiniOB 训练营](https://open.oceanbase.com/train?questionId=500003) 上提交代码进行测试。
+大赛的初赛是在MiniOB上进行的，同学们可以在前几届的题目上进行提前训练，可以让自己比别人提前一步。大家在日常训练时可以在[MiniOB 训练营](https://open.oceanbase.com/train?questionId=500003) 上提交代码进行测试。
 
 在提交前, 请参考并学习 [训练营使用说明](https://ask.oceanbase.com/t/topic/35600372)。
 
-### 4. 大赛FAQ
-
-[大赛 FAQ ](https://ask.oceanbase.com/t/topic/35601465)
+如果大家在大赛中或使用训练营时遇到一些问题，请先查看[大赛 FAQ](https://ask.oceanbase.com/t/topic/35601465)。
 
 # 在线开发平台
 
-本仓库基于 Gitpod 建立了快速在线开发平台。点击下面的按钮即可一键体验（建议使用 Chrome 浏览器）。
+搭建开发环境是一个比较耗时而且繁琐的事情，特别是对于初学者。为了让大家更快地上手 MiniOB，本仓库基于 Gitpod 建立了快速在线开发平台。点击下面的按钮即可一键体验（建议使用 Chrome 浏览器）。
 
 [![Open in Gitpod](https://gitpod.io/button/open-in-gitpod.svg)](https://gitpod.io/#https://github.com/oceanbase/miniob)
 
+> 注意：这个链接打开的是MiniOB主仓库的开发环境，同学们需要通过gitpod进入自己的仓库开发环境。
+
 首次进入 Gitpod 时需要安装一些依赖。安装完成后，终端界面会显示 "Dependency installed successfully"。运行 `bash build.sh --make -j4` 命令即可编译 MiniOB。
 
 # Contributing
 
-OceanBase 社区热情欢迎每一位对数据库技术热爱的开发者，期待与您携手开启思维碰撞之旅。无论是文档格式调整或文字修正、问题修复还是增加新功能，都是参与和贡献 OceanBase 社区的方式之一。现在就开始您的首次贡献吧！更多详情，请参考 [社区贡献](CONTRIBUTING.md).
+OceanBase 社区热情欢迎每一位对数据库技术热爱的开发者，期待与您携手开启思维碰撞之旅。无论是文档格式调整或文字修正、问题修复还是增加新功能，都是参与和贡献 OceanBase 社区的方式之一。MiniOB 现在开放了一些[新功能的开发](https://github.com/oceanbase/miniob/issues?q=is%3Aopen+is%3Aissue+label%3A%22help+wanted%22)，欢迎有兴趣的同学一起共建，希望我们共同成长。如果你对MiniOB不熟悉也没关系，可以直接联系我们，我们将会有人指导上手。现在就开始您的首次贡献吧！更多详情，请参考 [社区贡献](CONTRIBUTING.md)。
 
 # Contributors
+感谢所有为 MiniOB 项目做出贡献的同学们！
+
 <a href="https://github.com/oceanbase/miniob/graphs/contributors"><img src="https://contributors-img.web.app/image?repo=oceanbase/miniob&width=890" /></a>
 
 # License

benchmark/bplus_tree_concurrency_test.cpp

@@ -19,14 +19,13 @@ See the Mulan PSL v2 for more details. */
 #include "common/math/integer_generator.h"
 #include "storage/buffer/disk_buffer_pool.h"
 #include "storage/index/bplus_tree.h"
+#include "storage/clog/vacuous_log_handler.h"
+#include "storage/buffer/double_write_buffer.h"
 
 using namespace std;
 using namespace common;
 using namespace benchmark;
 
-once_flag         init_bpm_flag;
-BufferPoolManager bpm{512};
-
 struct Stat
 {
   int64_t insert_success_count = 0;
@@ -48,7 +47,7 @@ class BenchmarkBase : public Fixture
 public:
   BenchmarkBase() {}
 
-  virtual ~BenchmarkBase() { BufferPoolManager::set_instance(nullptr); }
+  virtual ~BenchmarkBase() {}
 
   virtual string Name() const = 0;
 
@@ -58,25 +57,26 @@ class BenchmarkBase : public Fixture
       return;
     }
 
+    bpm_.init(make_unique<VacuousDoubleWriteBuffer>());
+
     string log_name       = this->Name() + ".log";
     string btree_filename = this->Name() + ".btree";
     LoggerFactory::init_default(log_name.c_str(), LOG_LEVEL_TRACE);
 
-    std::call_once(init_bpm_flag, []() { BufferPoolManager::set_instance(&bpm); });
-
     ::remove(btree_filename.c_str());
 
     const int internal_max_size = 200;
     const int leaf_max_size     = 200;
 
     const char *filename = btree_filename.c_str();
 
-    RC rc = handler_.create(filename, INTS, sizeof(int32_t) /*attr_len*/, internal_max_size, leaf_max_size);
+    RC rc = handler_.create(
+        log_handler_, bpm_, filename, INTS, sizeof(int32_t) /*attr_len*/, internal_max_size, leaf_max_size);
     if (rc != RC::SUCCESS) {
       throw runtime_error("failed to create btree handler");
     }
-    LOG_INFO(
-        "test %s setup done. threads=%d, thread index=%d", this->Name().c_str(), state.threads(), state.thread_index());
+    LOG_INFO("test %s setup done. threads=%d, thread index=%d",
+             this->Name().c_str(), state.threads(), state.thread_index());
   }
 
   virtual void TearDown(const State &state)
@@ -181,7 +181,9 @@ class BenchmarkBase : public Fixture
   }
 
 protected:
-  BplusTreeHandler handler_;
+  BufferPoolManager bpm_{512};
+  BplusTreeHandler  handler_;
+  VacuousLogHandler log_handler_;
 };
 
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////