LevelDB

LevelDB 개요

LevelDB는 Google에서 개발된 Key-Value 쌍을 저장하는 빠르고, 가벼운 데이타베이스이다. LevelDB는 C++ 로 개발되어 있으며, github.com/google/leveldb 에 오픈소스로 공개되어 있다. LevelDB는 C++, Nodejs, Java, C# 등 여러 프로그래밍 언어에서 사용될 수 있으며, Linux, Mac OSX, Windows 및 모바일 플랫폼에서 사용될 수 있다.

LevelDB는 키-값 엔트리(Key-Value Pair)를 저장하는 저장소로서, 이는 관계형 DB가 아니며 따라서 SQL 쿼리 등을 사용할 수 없다. 일반적으로 응용프로그램이 LevelDB를 자신의 프로그램 안에 포함시켜 라이브러리 형태로 사용하는 것이 일반적이다.

LevelDB는 Goolge Chrome에서 사용하는 IndexedDB 에서 사용되며, Bitcoin Core와 이더리움 등에서 블럭체인의 메타데이타를 저장하기 위해 사용된다.

LevelDB 설치

LevelDB를 C#에서 사용하기 위해 C++ LevelDB 라이브러리를 래핑한 C# 라이브러리를 사용할 수 있는데, 여기서는 그 중 하나인 LevelDB.Standard 를 사용해 본다. 이 라이브러리는 다음과 같은 명령으로 nuget.org에서 다운받을 수 있다.

    Install-Package LevelDB.Standard

LevelDB 생성

LevelDB을 사용하기 위해서는 먼저 DB를 생성하거나 오픈하여야 하는데, 아래 C# 예제는 C:\LevelFolder 디렉토리에 LevelDB를 생성하고 오픈하는 코드이다. 만약 LevelDB가 이미 생성되어 있으면, LevelDB를 오픈하게 된다. LevelDB는 생성시 폴더에 여러 DB 파일들을 자동으로 만들게 된다.

    // using LevelDB;
    string dbpath = @"C:\LevelFolder"; 
    var dbOptions = new Options { CreateIfMissing = true };
    db = new DB(dbOptions, dbpath);
    // ... db 명령 실행 ...
    db.Close();

LevelDB 사용이 모두 끝났으면 db.Close()를 수행한다.

LevelDB의 기본 동작

LevelDB는 기본적으로 3개의 동작(Get, Put, Delete)을 지원한다. 즉, Key의 데이타를 읽는 Get 동작, 키-값 엔트리를 추가 혹은 수정하는 Put 동작, Key를 삭제하는 Delete 동작 등이 있다.

Put 메서드

Put 메서드는 주어진 키(key)에 지정된 값(value)을 저장할 때 사용된다. 만약 키가 없으면 새로 생성하고, 기존에 키가 있으면 해당 키에 새 값을 수정하여 저장한다. 키(key)는 string, byte[], int 등의 타입을 사용할 수 있다.

    db.Put("mykey", "my value");

Get 메서드

Get 메서드는 주어진 키(key)에 매핑되어 있는 값(value)을 리턴하는 기능을 제공한다. 만약 키에 매핑된 값이 없으면, null을 리턴한다.

    string val = db.Get("mykey"); 

delete 메서드

Delete 메서드는 주어진 키를 삭제하는 기능으로 키-값 엔트리를 삭제하게 된다.

    db.Delete("mykey"); 

LevelDB 전체 데이타 출력

LevelDB는 DB내의 데이타를 하나씩 불러올 수 있는 Iterator 기능을 제공한다. 예를 들어, LevelDB 안에 있는 전체 데이타를 출력해 보기 위해서 Iterator 기능을 사용할 수 있다. LevelDB의 CreateIterator() 메서드를 사용하면 LevelDB.Iterator 객체를 리턴받게 되는데, 이 Iterator 객체의 Seek*() 혹은 Next() 같은 메서드를 사용하여 키-값 엔트리을 순회하면서 데이타를 출력할 수 있다. 아래 예제는 LevelDB 안에 있는 모든 키-값 엔트리를 출력하는 샘플이다.

    var iterator = db.CreateIterator();
    iterator.SeekToFirst();
    while (iterator.IsValid())
    {
        byte[] k = iterator.Key();
        byte[] v = iterator.Value();

        Console.WriteLine(Encoding.Default.GetString(k)
            + ":"
            + Encoding.Default.GetString(v));

        iterator.Next();
    }

LevelDB 일괄 배치 처리

LevelDB는 일반 관계형 DB에서 통상 제공하는 일괄 배치 처리 (혹은 트랜잭션 배치 처리) 기능을 제공한다. 즉, 여러 개의 INSERT, UPDATE, DELETE 들을 하나로 묶어 배치로 처리하는 것인데, 이는 모두 처리되든지 혹은 모두 취소되는 배치 트랜잭션 기능을 제공하는 것이다. 만약 중간에 에러가 난다면 모든 트랜잭션을 취소된다. 배치 처리는 WriteBatch 인스턴스를 생성하고 WriteBatch.Put() 혹은 WriteBatch.Delete()를 사용하여 INSERT, UPDATE, DELETE 명령들을 정의하고, 마지막 DB.Write(batch)에서 일괄적으로 배치 처리하게 된다. 아래 예제는 LevelDB 에서 일괄 배치로 3개의 INSERT/UPDATE를 수행하는 코드이다. WriteBatch 객체를 사용이 끝난 후, Dispose 해주어야 한다.

    // using LevelDB;
    using (var batch = new WriteBatch())
    {
        batch.Delete("code0");
        batch.Put("code1", "Value1");
        batch.Put("code2", "Value2");
        batch.Put("code3", "Value3");
        db.Write(batch);
    }

LevelDB 스냅샷

Snapshot은 특정 시점에 있는 DB 상태를 저장하는 기능으로서 특정 시점의 DB를 복사해서 읽을 때 사용된다. DB.CreateSnapshot() 메서드는 그 싯점의 DB 상태를 SnapShot 객체에 저장하는데, DB.Get 에서 키를 읽을 때, SnapShot 객체를 지정하면 그 스냅샷으로부터 데이타를 읽게 된다. 아래 예제는 SnapShot 이후 변경된 값이 SnapShot으로부터 읽을 때는 반영되지 않는다는 것을 예시한 코드이다.

    // using LevelDB;
    db.Put("k1", "A");
    SnapShot snap = db.CreateSnapshot();
    db.Put("k1", "B");
    var k1 = db.Get("k1", new ReadOptions { Snapshot = snap }); 
    Console.WriteLine(k1); // "A"
    Console.WriteLine(db.Get("k1")); // "B"