内存数据库的极简实现 (内存数据库最小)
：实现简单，效果卓越
随着大数据时代的到来和数据处理的快速发展，数据库已经成为了企业级业务解决方案中一个不可或缺的组成部分。然而，传统的数据库因为存在许多问题，例如硬件损坏、故障恢复、数据备份等等问题，导致数据库性能不佳，并且许多企业将巨额投资花费在初始创建、备份和维护数据库上。
内存数据库因其不依赖传统数据库模型，而是依托系统内存运行数据，因此受到越来越多公司的喜爱。相比于传统的磁盘驱动数据库，的实现难度和成本更低，数据读写速度更快，并且容易维护和进一步开发。
接下来，介绍如何实现一个简单的内存数据库：
1.实现“表格”和“字段”
在内存数据库中，数据被组织成了表格和字段的形式，每个表格都有一个或多个字段，每个字段都有一个数据类型。首先需要定义一个简单的表格和字段的类：
“`
class Column(object):
def __init__(self, name, data_type):
self.name = name
self.data_type = data_type
class Table(object):
def __init__(self, table_name, primary_key, columns):
self.table_name = table_name
self.primary_key = primary_key
self.columns = columns
self.rows = []
def insert(self, values):
if len(values) != len(self.columns):
rse RuntimeError(‘Invalid row’)
row = DictProxy(self)
for col, value in zip(self.columns, values):
setattr(row, col.name, value)
self.rows.append(row)
class DictProxy(object):
def __init__(self, table):
self.__dict__[‘_table’] = table
def __setattr__(self, name, value):
if hasattr(self._table.columns_dict, name):
setattr(self._table.rows[-1], name, value)
return
rse AttributeError(‘Wrong field’)
def __getattr__(self, name):
return getattr(self._table.rows[-1], name)
“`
这里的DictProxy类用于动态地增加和存储数据。每次调用insert()方法时，将新增的列数据封装成DictProxy类，然后将其添加到表格中。
2.实现CRUD操作
在内存数据库中，CRUD（Create，Retrive，Update，Delete）是最基本的操作。我们在上一步中已经实现了CREATE操作，接下来要实现RETRIEVE、UPDATE，和DELETE操作。下面是RETRIEVE操作的实现方法：
“`
class DB(object):
def __init__(self):
self.tables = {}
def connect(self, db_name):
pass
def execute(self, statement):
if statement.startswith(‘create table’):
return self.create_table(statement)
elif statement.startswith(‘select’):
return self.select(statement)
elif statement.startswith(‘insert’):
return self.insert(statement)
elif statement.startswith(‘update’):
return self.update(statement)
elif statement.startswith(‘delete’):
return self.delete(statement)
else:
return ‘Invalid syntax’
def create_table(self, statement):
pattern = r’create table ([a-zA-Z_]+) \((.+)\)’
match = re.match(pattern, statement)
if not match:
rse SyntaxError(‘Invalid syntax’)
table_name, columns = match.groups()
columns = [col.split() for col in columns.split(‘,’)]
primary_key = None
column_objects = []
for col in columns:
col_name, data_type = col
data_type = data_type.lower()
if ‘primary’ in data_type:
primary_key = col_name
continue
column_objects.append(Column(col_name, data_type))
table = Table(table_name, primary_key, column_objects)
self.tables[table_name] = table
return ‘Table created’
def select(self, statement):
pattern = r’select (.+) from ([a-zA-Z_]+) where (.+)’
match = re.match(pattern, statement)
if not match:
rse SyntaxError(‘Invalid syntax’)
columns, table_name, expression = match.groups()
columns = [col.strip() for col in columns.split(‘,’)]
table = self.tables[table_name]
result_set = []
for row in table.rows:
if eval(expression, row.__dict__):
result = {}
for column in columns:
result[column] = getattr(row, column)
result_set.append(result)
return result_set
“`
在这个例子中，我们添加了对SELECT操作的实现。首先需要将查询的表名解析出来，然后使用eval()函数将WHERE语句转换为bool值，并使用getattr()函数获取 SELECT 语句中的字段名，最终返回查询结果。
DELETE和UPDATE操作与SELECT操作类似，我们仍然需要从语句中提取出表名、条件和要更新或删除的记录。我们只需要使用 Python 的删除和更新列表的方法，从内存中删除或更新满足条件的记录。
3.增加限制和校验
在实现了基本的CRUD操作后，我们还可以在内存数据库中添加一些限制和校验措施。比如，可以限制表的列数，在列中添加输入值时，对列数据类型校验。这种类型的限制和校验可以使得代码更加健壮和可维护。
提供了一种便捷的数据管理方式。相比于传统的磁盘驱动数据库，内存数据库更加容易实现、维护和优化。同时，由于内存数据库跑在系统内存之中，其运行效率非常高，能够大大提升企业级业务的效率。
