Mnesia用户手册:五，Mnesia高级特性

本章描述了构建分布式、容错的Mnesia数据库相关的高级特性：
1）索引
2）分布和容错
3）表分片
4）本地内容表
5）无盘节点
6）更多的schema管理
7）Mnesia事件处理
8）Mnesia应用调试
9）Mnesia里的并发进程
10）原型

1，索引
如果我们知道record的key，那么数据获取和匹配在执行起来都很高效
相反如果不知道record的key，那么表里所有的record都必须搜索
当表越来越大时，表的搜索就越来越耗时
Mnesia的索引就是用来解决这个问题的
下面的两个方法对已有的表操作索引：

mnesia:add_table_index(Tab, AttributeName) -> {aborted, R} | {atomic, ok}
mnesia:del_table_index(Tab, AttributeName) -> {aborted, R} | {atomic, ok}

这两个方法对AttributeName定义的域加索引和删除索引：

mnesia:add_table_index(employee, salary)

Mnesia的索引用于以下3个方法：
1）mnesia:index_read(Tab, SecondaryKey, AttributeName) -> transaction abort | RecordList
通过在索引里查询SecondaryKey来找到primary key，这样就能避免对整张表穷举搜索
2）mnesia:index_match_object(Pattern, AttributeName) -> transaction abort | RecordList
通过Pattern里的AttributeName域查找secondary key，然后找到primary key
3）mnesia:match_object(Pattern) -> transaction abort | RecordList
该方法可以使用任何索引

2，分布和容错
Mnesia是分布式、容错的DBMS，可以以多种方式在Erlang节点上备份表
Mnesia程序员不需要了解不同的表位于哪里，只用在程序里指定表的名字
这就是“位置透明”：
1）数据位于本地节点还是远程节点对程序员没有影响，只不过远程节点会慢些
2）数据库可以重新配置，表可以在节点之间移动，这些操作不影响用户程序
每张表有许多系统属性，如index和type
在表创建之时表属性就指定了，例如创建拥有两个RAM备份的新表：

mnesia:create_table(foo,
  [{ramp_copies, [N1, N2]},
   {attribtues, record_info(fields, foo)}]).

表可以有如下属性，每个属性使用一个Erlang节点list
1）ram_copies
表的RAM备份会存在于Erlang节点list中的每个节点上
对于RAM备份，写操作不会写到硬盘里
但是如果RAM备份需要持久化时可以这样做：
i）mnesia:dump_tables/1方法用来将RAM表备份导入到硬盘
ii）表副本可以备份
2）disc_copies
表会位于RAM中，而且表的副本会存在于Erlang节点list中的每个节点的硬盘上
对该表的写操作会同时写入到RAM和硬盘备份里
3）disc_only_copies
表的副本只会位于Erlang节点list中每个节点的硬盘上
这种类型的表副本的缺点是访问速度，优点主要是不占内存

简单的说，ram_copies表示本地节点和list中节点都会存RAM表
disc_copies则本地存RAM表，list中存硬盘表
disc_only_copies则只会list中存硬盘表

使用表副本有两个原因：容错和速度
值得注意的是，表备份对这两个系统需求都提供了解决方案
如果有两个表副本，则一旦一个表崩溃了，还有另一个可以工作
如果有两个节点上的表副本，则两个节点上的应用可以直接从本地读数据而不用访问网络

对于读频繁而写很少的分布式应用，表副本就会大大加速读的速度，因为直接在本地节点读取数据
而这样做的缺点写速度减慢了，因为执行一个写操作时要花更多代价来更新表副本

3，表分片
为了处理超大型的表，表分片的概念引入，基本原理是将表分成多个可以管理的片断
每个片断都实现为一等Mnesia表，它们可以像其他表一样备份，可以拥有索引等等，但是不能有local_content和snmp连接
为了从片断表里访问数据，Mnesia必须决定该record属于哪张表，这通过mnesia_frag模块来实现mnesia_access callback行为
（略）

4，本地内容表
所有节点上的表副本的内容一样，但是有时候不同节点的内容不同有优点
如果我们创建表时指定{local_content, true}属性，则写操作只在本地副本上执行
而且，当在启动时初始化表，则表只会在本地初始化而表内容不会复制到其他节点

5，无盘节点
可以在无盘的节点上运行Mnesia，当然在这些节点上不可能拥有disc_copies或disc_only_copies类型的备份
最麻烦的是schema表，因为Mnesia需要schema来初始化自己
schema表可以位于一个或多个节点上
schema表的存储类型可以为disc_copies或ram_copies(不能是disc_only_copies)
Mnesia启动时使用schema表来决定应该和哪些节点建立联系
如果其他节点已经启动，则启动节点将其他节点的表定义和自己的表定义合并
参数extra_db_nodes包含一个节点list，Mnesia除了schema里的节点，还要和该参数的节点建立联系，默认值为[]
因此，当无盘节点需要从网络上的一个远程节点找到schema定义，则我们需要从-mnesia extra_db_nodes参数节点列表支持该信息
如果没有这个配置参数，Mnesia会以一个单节点系统启动
可以使用mnesia:change_config/2来给'extra_db_node'赋值并且强制建立一个连接，即mnesia:change_config(extra_db_nodes, NodeList)
应用参数schema_location控制Mnesia在哪里搜索schema：
1）disc
   强制硬盘，schema假设位于Mnesia目录，如果找不到，则Mnesia拒绝启动
2）ram
   强制ram，schema只位于ram中，启动时会生成一个很小的新schema
   这个默认schema只包含schema表的定义并且只位于本地节点
3）opt_disc
   可选的硬盘，schema可能只位于硬盘或ram
   如果硬盘上找不到schema，Mnesia启动一个无盘节点（schema表的存储类型为ram_copies）
如果schema_location设置为opt_disc，则方法mnesia:change_table_copy_type/3可以用来改变schema的存储类型：

1> mneisa:start().
ok
2> mnesia:change_table_copy_type(schema, node(), disc_copies).
{atomic, ok}

6，更多的Schema管理
可以从Mnesia添加和删除节点，这可以通过添加schema副本到这些节点来完成
mnesia:add_table_copy/3和mnesia:del_table_copy/2可以用来添加和删除schema表副本
添加一个节点会影响两点：1，允许其他表备份到该节点；2，它会在启动时连接硬盘节点
mnesia:del_table_copy(schema, mynode@host)从Mnesia系统删除'mynode@host'节点
mnesia:system_info(schema_location)和mnesia:system_info(extra_db_notes)用来决定schema_location和extra_db_nodes的值
mnesia:info/0用来打印出系统信息，可以在Mnesia启动之前就运行此方法

7，Mnesia事件处理
Mnesia可能生成系统事件和表事件这两种事件
用户进程可以订阅这些事件：
mneisa:subscribe(Event-Category)保证符合Event-Category类型的事件副本会发送给调用进程
mnesia:unsubscribe(Event-Category)对符合Event-Category类型的事件删除订阅
Event-Category可以为system或{table, Tab, simple}/{table, Tab, detailed}
系统事件语法为{mnesia_system_event, Event}，表事件语法为{mnesia_table_event, Event}
所有的系统事件有Mnesia的gen_event handler来订阅，默认为mnesia_event
mnesia:system_info(subscribers)和mnesia:table_info(Tab, subscribers)用来决定哪个进程订阅了事件

系统事件
{mnesia_up, Node}
{mnesia_down, Node}
{mnesia_checkpoint_activated, Checkpoint}
{mnesia_checkpoint_deactivated, Checkpoint}
{mnesia_overload, Details}
{inconsistent_database, Context, Node}
{mnesia_fatal, Format, Args, BinaryCode}
{mnesia_info, Format, Args}
{mnesia_error, Format, Args}
{mnesia_user, Event}

表事件
{write, NewRecord, ActivityId}
{delete_object, OldRecord, ActivityId}
{delete, {Tab, Key}, ActivityId}
{write, Table, NewRecord, [OldRecords], ActivityId}
{delete, Table, What, [OldRecords], ActivityId}

9，Mnesia应用调试
Mnesia应用调试比较麻烦，因为理解事务和表加载工作机制很难，而且嵌套事务的语义也比较令人混淆
我们可以设置Mnesia的debug level:

mnesia:set_debug_level(Level)

参数Level为none、verbose、debug、trace、false、true
也可以作为应用参数，在启动Erlang系统时指定：

% erl -mnesia debug verbose

9，Mnesia里的并发进程
Mnesia里允许并发的事务提交，程序里不用显式的控制同步的进程
而且可以在用户继续使用表时移动、删除或重新配置表
详细参考四，事务和其他访问上下文

10，原型
如果我们决定使用Mnesia，通常会先将定义和数据写在纯文本里，这样比较简单
这样在构建原型时我们把定义和数据写在纯文本文件里，然后使用下面方法来处理：
mnesia:load_textfile(Filename)
mnesia:dump_to_textfile(Filename)
文本文件的格式为：

{tables, [{Typename, [Options]}, {Typename2 ...}]}.

{Typename, Attribute1, Attribute2 ...}.
{Typename, Attribute1, Attribute2 ...}.

Options是{Key,Value}list，和mnesia:create_table/2的options一致
例如我们有一个healthy foods的数据库，有下面的文件FRUITS：

{tables,
  [{fruit, [{attributes, [name, color, taste]}]},
   {vegetable, [{attributes, [name, color, taste, price]}]}
  ]}.
{fruit, orange, orange, sweet}.
{fruit, apple, green, sweet}.
{vegetable, carrot, orange, carrotish, 2.55}.
{vegetable, potato, yellow, none, 0.45}.

我们可以这样来加载fruits数据库：

1> mnesia:load_textfile("FRUITS").
New table fruit
New table vegetable
{atomic, ok}
2> mnesia:info().
---> Processes holding locks <---
---> Processes waiting for locks <---
---> Pending (remote) transactions <---
---> Active (local) transactions <---
---> Uncertain transactions <---
---> Active tables <---
vegetable : with 2 records occuping 299 words of mem
fruit : with 2 records occuping 291 words of mem
schema : with 3 records occuping 401 words of mem
===> System info in version "1.1", debug level = none <===
opt disc. Directory "/var/tmp/Mnesia.nonode@nohost" is used.
use fallback at restart = false
running db nodes = [nonode@nohost]
stopped db nodes = []
remote = []
ram copies = [fruit,vegetable]
disc copies = [schema]
disc only copies = []
[fnonode@nohost,disc copiesg] = [schema]
[fnonode@nohost,ram copiesg] = [fruit,vegetable]
3 transactions committed, 0 aborted, 0 restarted, 2 logged to disc
0 held locks, 0 in queue; 0 local transactions, 0 remote
0 transactions waits for other nodes: []
ok