Caffe 源码阅读笔记 [DB] 存储Caffe数据的LevelDB类

概述

上一篇文章 描述Caffe如何从DB读取训练集数据。这篇要研究DB的具体实现是什么样子的。Caffe目前支持从LevelDB和lmdb两种key-value store读取和存储数据。我个人认为rocksdb(leveldb的改进版）比lmdb性能会更好。因此我只对Caffe如何使用leveldb感兴趣，lmdb的部分因为时间关系略过。

三个基本类Cursor, Transaction, DB

Caffe建立了三个基本类DB, Transaction, Cursor，如果开发者要引进新的数据库，只需要继承并实现这三个基本类的函数即可，非常方便。DB::GetDB(backend) 函数会根据backend的值初始化相应的数据库类型，比如如果backend=”leveldb”，GetDB会返回new LevelDb();

enum Mode { READ, WRITE, NEW }; // 打开数据库的三种模式：只读，写，新建数据库// 类似于map的iteratorclass Cursor {   virtual void SeekToFirst() = 0;  virtual void Next() = 0;  virtual string key() = 0;  virtual string value() = 0;  virtual bool valid() = 0;};// 批量写操作。class Transaction {  virtual void Put(const string& key, const string& value) = 0;  virtual void Commit() = 0;};// 数据库定义class DB {  virtual void Open(const string& source, Mode mode) = 0;   // 用指定模式打开数据库  virtual void Close() = 0; // 关闭数据库  virtual Cursor* NewCursor() = 0; // 新建一个遍历指针  virtual Transaction* NewTransaction() = 0; //新建一个写事务};

LevelDBCursor

只有一个iter_变量，Cursor内对应函数浅显易懂分别是
iter_->SeekToFirst()，iter_->Next()，iter_->key().ToString()，iter_->value().ToString()，iter_->Valid()

LevelDBTransaction

void Put(const string& key, const string& value) {  // leveldb::WriteBatch 类型，缓存更新db[key] = value;  batch_.Put(key, value);}void Commit() {  // 持久化batch_内缓存的数据  leveldb::Status status = db_->Write(leveldb::WriteOptions(), &batch_);}

LevelDB

void LevelDB::Open(const string& source, Mode mode) {  leveldb::Options options;  options.block_size = 65536; // leveldb最小读取单位，即每读取一对key-value，需要把64KB的数据读入内存  options.write_buffer_size = 268435456; // leveldb的memtable大小是256MB，一旦memtable超过256MB，它会变成只读的memtable并持久化  options.max_open_files = 100; // leveldb把打开的文件fd缓存在table cache里，读操作会去table cache里面找要读的文件进行读取。Caffe只允许缓存最多100个文件的fd  options.error_if_exists = mode == NEW;  options.create_if_missing = mode != READ; // 如果不存在而且不是只读模式，建立新数据库  leveldb::Status status = leveldb::DB::Open(options, source, &db_);  CHECK(status.ok()) << "Failed to open leveldb " << source                     << std::endl << status.ToString();}NewCursor() : return new LevelDBCursor(db_->NewIterator(leveldb::ReadOptions()));NewTransaction(): return new LevelDBTransaction(db_);