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二级索引

像 Deno KV 这样的键值存储将数据组织为键值对的集合,其中每个唯一的键都与单个值关联。这样的结构使得可以根据键轻松检索值,但不允许根据值本身进行查询。为了克服这一限制,您可以创建二级索引,它在包含(部分)该值的附加键下存储相同的值。

在使用二级索引时,保持主键与二级键之间的一致性至关重要。如果在主键处更新了一个值,但没有在二级键处更新,则通过针对二级键的查询返回的数据将是不正确的。为了确保主键和二级键始终表示相同的数据,在插入、更新或删除数据时使用原子操作。这种方法确保一组变更操作作为一个单元执行,或者全部成功或者全部失败,从而防止不一致。

唯一索引(一对一) Jump to heading

唯一索引将索引中的每个键与确切的一个主键关联。例如,当存储用户数据并通过唯一的 ID 和电子邮件地址查找用户时,可以将用户数据存储在两个单独的键下:一个用于主键(用户 ID),另一个用于二级索引(电子邮件)。这种设置允许根据用户的 ID 或电子邮件查询用户。二级索引还可以对存储中的值施加唯一性约束。在用户数据的例子中,使用该索引确保每个电子邮件地址只与一个用户关联——换句话说,确保电子邮件是唯一的。

要实现这个例子的唯一二级索引,请按照以下步骤操作:

  1. 创建一个表示数据的 User 接口:

    interface User {
      id: string;
      name: string;
      email: string;
    }
    
  2. 定义一个 insertUser 函数,在主键和二级键上存储用户数据:

    async function insertUser(user: User) {
      const primaryKey = ["users", user.id];
      const byEmailKey = ["users_by_email", user.email];
      const res = await kv.atomic()
        .check({ key: primaryKey, versionstamp: null })
        .check({ key: byEmailKey, versionstamp: null })
        .set(primaryKey, user)
        .set(byEmailKey, user)
        .commit();
      if (!res.ok) {
        throw new TypeError("ID 或电子邮件已存在的用户");
      }
    }
    

    该函数使用原子操作进行插入,检查没有具有相同 ID 或电子邮件的用户存在。如果违反其中任何一项约束,插入将失败且不会修改任何数据。

  3. 定义一个 getUser 函数,根据用户 ID 检索用户:

    async function getUser(id: string): Promise<User | null> {
      const res = await kv.get<User>(["users", id]);
      return res.value;
    }
    
  4. 定义一个 getUserByEmail 函数,通过电子邮件地址检索用户:

    async function getUserByEmail(email: string): Promise<User | null> {
      const res = await kv.get<User>(["users_by_email", email]);
      return res.value;
    }
    

    该函数使用二级键进行存储查询 (["users_by_email", email])。

  5. 定义一个 deleteUser 函数,通过用户 ID 删除用户:

    async function deleteUser(id: string) {
      let res = { ok: false };
      while (!res.ok) {
        const getRes = await kv.get<User>(["users", id]);
        if (getRes.value === null) return;
        res = await kv.atomic()
          .check(getRes)
          .delete(["users", id])
          .delete(["users_by_email", getRes.value.email])
          .commit();
      }
    }
    

    该函数首先通过用户 ID 检索用户,以获取用户的电子邮件地址。这是获取用户地址的二级索引键所需的。然后执行原子操作,检查数据库中的用户未更改,并删除指向用户值的主键和二级键。如果此操作失败(用户在查询和删除之间被修改),则原子操作将中止。整个过程将重试直到删除成功。检查是必需的,以防止在检索和删除之间值被修改的竞争条件。如果更新更改了用户的电子邮件,则会发生这种竞争,因为在这种情况下二级索引发生变化。然后二级索引的删除将失败,因为删除的目标是旧的二级索引键。

非唯一索引(一对多) Jump to heading

非唯一索引是二级索引,其中单个键可以与多个主键关联,使您能够根据共享属性查询多个项目。例如,当根据用户的最爱颜色查询用户时,可以使用非唯一二级索引来实现。最爱颜色是一个非唯一属性,因为多个用户可以拥有相同的最爱颜色。

要为这个例子实现一个非唯一二级索引,请按照以下步骤操作:

  1. 定义 User 接口:

    interface User {
      id: string;
      name: string;
      favoriteColor: string;
    }
    
  2. 定义 insertUser 函数:

    async function insertUser(user: User) {
      const primaryKey = ["users", user.id];
      const byColorKey = [
        "users_by_favorite_color",
        user.favoriteColor,
        user.id,
      ];
      await kv.atomic()
        .check({ key: primaryKey, versionstamp: null })
        .set(primaryKey, user)
        .set(byColorKey, user)
        .commit();
    }
    
  3. 定义一个函数,根据用户的最爱颜色检索用户:

    async function getUsersByFavoriteColor(color: string): Promise<User[]> {
      const iter = kv.list<User>({ prefix: ["users_by_favorite_color", color] });
      const users = [];
      for await (const { value } of iter) {
        users.push(value);
      }
      return users;
    }
    

这个例子演示了非唯一二级索引的使用, users_by_favorite_color,该索引允许根据用户的最爱颜色进行查询。主键仍然是用户的 id

唯一索引和非唯一索引的实现主要区别在于二级键的结构和组织。在唯一索引中,每个二级键与确切的一个主键关联,确保索引属性在所有记录中是唯一的。在非唯一索引的情况下,单个二级键可以与多个主键关联,因为索引属性可能在多个记录中共享。为了实现这一点,非唯一二级键通常以附加的唯一标识符(例如主键)作为键的一部分来构建,从而允许多个具有相同属性的记录共存,而不会发生冲突。

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