开源框架：Zookeeper—持久化FileTxnSnapLog

一、核心定位

FileTxnSnapLog 是 Zookeeper 持久化的核心帮助类，核心作用是 封装 TxnLog（事务日志）和 SnapShot（快照），通过组合模式将持久化相关操作转发给这两个组件，统一提供数据恢复、快照保存的入口，简化持久化流程。

二、类结构核心细节

1. 核心属性

2. 内部类：PlayBackListener

• 作用：接收事务应用过程中的回调，用于 Zookeeper 数据恢复后期的 事务修正。
• 核心方法：void onTxnLoaded(TxnHeader hdr, Record rec)，事务加载完成后触发，处理数据修正逻辑。

3. 构造函数

• 核心逻辑：

1. 接收外部传入的日志目录（dataDir）和快照目录（snapDir）。
2. 在传入目录下自动创建 version-2 子目录（作为实际存储目录）。
3. 校验目录创建结果，创建失败则抛出 IOException。
4. 初始化 txnLog（FileTxnLog 实例）和 snapLog（FileSnap 实例），绑定上述目录。

三、核心函数功能与流程

1. restore 函数：数据恢复（核心）

• 作用：从快照文件（snapshot）和事务日志（log）中恢复内存数据库（DataTree）和会话（sessions）。
• 关键步骤：

1. 调用 snapLog 反序列化快照文件，得到历史的 DataTree（内存数据树）和 sessions（会话信息）。
2. 获取快照文件中记录的最大 zxid，筛选出 zxid > 快照 zxid + 1 的所有事务日志文件，生成迭代器。
3. 迭代遍历日志中的每个事务，通过 processTransaction 处理事务：

• 按事务类型（createSession、closeSession 等）维护会话映射（sessions）：创建会话则添加到映射，关闭会话则移除。
• 调用 DataTree.processTxn 将事务操作应用到内存数据树（通过 DataNode 进行树状节点的增删改）。

4. 触发 PlayBackListener.onTxnLoaded 回调，完成数据修正。
5. 关闭日志迭代器，返回日志中最后一个事务的 zxid（作为当前最新事务 ID）。

2. save 函数：快照保存（核心）

• 作用：将当前内存数据库（DataTree）和会话超时信息（sessionsWithTimeouts）保存为快照文件。
• 关键步骤：

1. 获取内存数据库中已处理的 最新 zxid（事务唯一标识）。
2. 基于最新 zxid 和快照目录（snapDir），生成快照文件。
3. 将 DataTree（全量内存数据）和 sessionsWithTimeouts（所有会话的超时配置）序列化后写入快照文件。

3. 其他函数

其余函数均为转发逻辑，直接调用 txnLog 或 snapLog 的对应方法（如事务日志追加、快照读取等），无需额外实现。

四、核心总结

1. 设计模式：采用 组合模式，封装 TxnLog 和 SnapShot，对外提供统一的持久化操作接口，降低使用复杂度。
2. 核心能力：

• 数据恢复：结合快照（全量历史数据）+ 事务日志（增量更新数据），确保数据不丢失且恢复至最新状态。
• 快照保存：定期将全量内存数据序列化存储，减少日志回溯量，提升恢复效率。

3. 数据存储结构：事务操作的底层存储依赖 DataTree，通过 DataNode 以 树状结构 组织数据，所有节点操作（增删改）本质是树节点的父子关系调整。