介绍
"What I cannot create, I do not understand." – Richard Feynman
一直以来我对数据库的认识只停留在简单的使用上，它的内部实现对我来说就像黑盒一样。
我也阅读了一些数据库相关的书籍和资料，不过大部分都着重于介绍如何去使用数据库。而讲解其内部实现的对我的水平来说往往又太过复杂，直到我看到了这篇文章，不过很可惜这个系列没有完结，并且使用的是我并不熟悉的 C 语言。
但受此启发，我觉得应该自己也动手来实现一个最简单的数据库，以帮助自己理解数据库究竟是怎么工作的。并且我会选择使用 Node.js 来实现，一个是因为这是我最熟悉的工具，另外 JavaScript 也是编程界事实上的 lingua franca，几乎所有人都能看懂。
为了方便，我会使用 TypeScript，不过不用担心，我们只会使用到类型标注或者枚举这样简单又方便的特性，并不会涉及到复杂的泛型和各种类型体操。
我们的目标设定的很小，就是写一个最简单的数据库，但它会覆盖数据库实现里的大部分核心概念，例如：
- 执行语句输入到输入的过程是什么样的？
- 数据以什么格式保存？（在内存和磁盘上）
- 它什么时候从内存移动到磁盘？
- 事务如何工作？
- 如何建立索引，B 树，B+ 树是干啥的？
- 简而言之，数据库到底是怎么工作的？
传统的数据库或者数据存储系统虽然可能有不同的架构，或者底层使用了不同的数据结构，但实际上大体上的流程也是有很多相似的地方：
- 一条执行命令通常需要先交给编译器之类的模块，从一串字符串转变成内存中方便操作的数据结构；
- 再交给类似优化器之类的模块可以生成高效的执行计划；
- 通过利用 B 树这类的数据结构快速定位到磁盘上的位置；
- 通过操作系统接口进行数据的增删改查；
以 SQLite 为例，它主要有下面七个模块组成：
当输入一条 SQL 语句并提交给 SQLite 以后，会依次先交给前端的三个模块进行处理：
- Tokenizer
- Parser
- Code Generator
这样会从输入的字符串，输出 SQLite 的虚拟机字节码（本质上是一个可以在数据库上操作的编译程序）。
后端则包括：
- Virtual Machine
- B-Tree
- Pager
- OS interface
虚拟机将前端生成的字节码作为指令。然后它可以对一个或多个表或索引执行操作，每个表或索引都存储在称为 B 树的数据结构中。
每个 B 树由许多节点组成。每个节点的长度为一页。B-tree 可以通过向 Pager 发出命令从磁盘检索页面或将其保存回磁盘。
TIP
值得一提的是，B 树在英文中一般写作 B-tree，还有一个变体叫 B+ tree，因此有的中文翻译把中间的连字横杠误会成了减号，称呼其为 B 减树，实际上并不存在 B 减树，只有 B 树和 B 加树，他们对应的英文分别是 B-tree (Bee tree) 和 B+ tree (Bee plus tree)。
Pager 接收读取或写入数据页的命令。它负责在数据库文件中的适当偏移处读取/写入。它还将最近访问的页面缓存在内存中，并确定何时需要将这些页面写回磁盘。
OS 接口则是为了支持多个平台和操作系统所作的一层抽象，因为 Node.js 是跨平台的，因此这里我们不用管这个。
在这个系列里，我们关注的重心，主要是在后端的存储引擎部分。很多内容主要参考了下面几本书，感谢和赞美他们: