变量名	含义	取值
`INVALID_PAGE_ID`	无效的物理/逻辑数据页 ID。用于标记空指针、链表终点或未初始化的页。	`-1`
`INVALID_FRAME_ID`	无效的缓冲池内存帧 ID。用于标记缓冲池查找未命中或槽位未分配。	`-1`
`INVALID_TXN_ID`	无效的事务 ID。用于标记非事务性的系统操作。	`-1`
`INVALID_LSN`	无效的日志序列号（Log Sequence Number）。用于标记未被修改过或无需写日志的数据页。	`-1`
`META_PAGE_ID`	磁盘物理文件元数据页 ID。数据库文件的第一页（第 0 页），存储磁盘文件管理信息。	`0`
`CATALOG_META_PAGE_ID`	系统目录元数据逻辑页 ID。用于存储表结构、列信息等 Catalog 元数据，通常映射在第 0 页。	`0`
`INDEX_ROOTS_PAGE_ID`	索引根节点逻辑页 ID。文件的第 1 页，存储所有索引及其对应的 B+ 树根节点页号。	`1`
`PAGE_SIZE`	数据页的固定大小（字节数）。磁盘读写和内存缓存的最小粒度单位。	`4096`（即 4KB）
`DEFAULT_BUFFER_POOL_SIZE`	缓冲池默认管理的页帧数量。规定内存中最大能同时缓存多少个数据页（非字节数）。	`20480`
`FIELD_NULL_LEN`	NULL 值字段的长度标记。在序列化存储时，用来表示该字段的值为 `NULL`。	`UINT32_MAX` （即 `4294967295`）
`VARCHAR_MAX_LEN`	VARCHAR 类型的最大允许字节数。限制单条记录过大以防止溢出单个页面。	`PAGE_SIZE / 2` （即 `2048`）

2. 核心数据类型别名表

虽然不是变量，但这些别名规定了上述变量的类型，同样是代码的关键部分：

类型别名	底层实际类型	对应表达的业务含义
`page_id_t`	`int32_t`	页 ID。磁盘文件的物理页号。
`frame_id_t`	`int32_t`	帧 ID。缓冲池内存数组中的槽位索引。
`txn_id_t`	`int32_t`	事务 ID。全局事务的唯一标识符。
`lsn_t`	`int32_t`	日志序列号。WAL 预写日志的序号。
`column_id_t`	`uint32_t`	列 ID。表中某一列的序号位置。
`index_id_t`	`uint32_t`	索引 ID。系统索引的唯一标识符。
`table_id_t`	`uint32_t`	表 ID。物理数据表的唯一标识符。

MiniSQL 工作流 Checklist

0. 准备阶段

解压项目，确认目录结构
阅读 README.md
阅读 CMakeLists.txt
阅读 src/CMakeLists.txt
阅读 test/CMakeLists.txt
成功配置构建目录：cmake ..
确认可运行单元测试入口：./test/minisql_test

1. 公共基础

阅读 src/include/common/config.h
理解 PAGE_SIZE
理解 page_id_t
理解 frame_id_t
理解 table_id_t
理解 index_id_t
阅读 src/include/common/rowid.h
理解 RowId = page_id + slot_num
阅读 src/include/common/dberr.h

2. Disk Manager

先看

阅读 src/include/page/disk_file_meta_page.h
阅读 src/include/page/bitmap_page.h
阅读 src/include/storage/disk_manager.h
阅读 test/storage/disk_manager_test.cpp

再写

实现 src/page/bitmap_page.cpp
实现 BitmapPage::AllocatePage
实现 BitmapPage::DeAllocatePage
实现 BitmapPage::IsPageFree
实现 src/storage/disk_manager.cpp
实现 DiskManager::AllocatePage
实现 DiskManager::DeAllocatePage
实现 DiskManager::IsPageFree
实现 DiskManager::MapPageId

验证

运行 disk_manager_test
确认逻辑页号从 0 递增
确认释放页后可重新分配

3. Buffer Pool

先看

阅读 src/include/page/page.h
阅读 src/include/buffer/replacer.h
阅读 src/include/buffer/lru_replacer.h
阅读 src/include/buffer/buffer_pool_manager.h
阅读 test/buffer/lru_replacer_test.cpp
阅读 test/buffer/buffer_pool_manager_test.cpp

再写

实现 src/buffer/lru_replacer.cpp
实现 LRUReplacer::Victim
实现 LRUReplacer::Pin
实现 LRUReplacer::Unpin
实现 LRUReplacer::Size
实现 src/buffer/buffer_pool_manager.cpp
实现 FetchPage
实现 NewPage
实现 UnpinPage
实现 FlushPage
实现 DeletePage

验证

运行 lru_replacer_test
运行 buffer_pool_manager_test
确认 pin count 变化正确
确认 dirty page 会写回磁盘

4. Record 层

先看

阅读 src/include/record/type_id.h
阅读 src/include/record/types.h
阅读 src/record/types.cpp
阅读 src/include/record/field.h
阅读 src/include/record/column.h
阅读 src/include/record/schema.h
阅读 src/include/record/row.h
阅读 test/record/tuple_test.cpp

再写

实现 src/record/column.cpp
实现 Column::SerializeTo
实现 Column::DeserializeFrom
实现 Column::GetSerializedSize
实现 src/record/schema.cpp
实现 Schema::SerializeTo
实现 Schema::DeserializeFrom
实现 Schema::GetSerializedSize
实现 src/record/row.cpp
实现 Row::SerializeTo
实现 Row::DeserializeFrom
实现 Row::GetSerializedSize

验证

运行 tuple_test
确认 int/float/char 字段可序列化
确认 null 字段可处理
确认 Row 反序列化后字段值一致

5. Table 层

先看

阅读 src/include/page/table_page.h
阅读 src/page/table_page.cpp
阅读 src/include/storage/table_heap.h
阅读 src/include/storage/table_iterator.h
阅读 test/storage/table_heap_test.cpp

再写

实现 TableHeap 构造函数
实现 TableHeap::InsertTuple
实现 TableHeap::GetTuple
实现 TableHeap::UpdateTuple
实现 TableHeap::ApplyDelete
实现 TableHeap::Begin
实现 TableHeap::End
实现 TableIterator
实现 TableIterator::operator*
实现 TableIterator::operator++

验证

运行 table_heap_test
插入 10000 条记录
随机读取记录
顺序遍历记录

6. B+ 树页结构

先看

阅读 src/include/index/generic_key.h
阅读 src/include/page/b_plus_tree_page.h
阅读 src/include/page/b_plus_tree_leaf_page.h
阅读 src/include/page/b_plus_tree_internal_page.h

再写

实现 src/page/b_plus_tree_page.cpp
实现 IsLeafPage
实现 IsRootPage
实现 size/max/min/page id 相关接口
实现 src/page/b_plus_tree_leaf_page.cpp
实现叶子页二分查找
实现叶子页插入
实现叶子页删除
实现叶子页 split/merge/redistribute 辅助函数
实现 src/page/b_plus_tree_internal_page.cpp
实现内部页查找
实现内部页插入
实现内部页 split/merge/redistribute 辅助函数

验证

单独检查页内 key 顺序
检查叶子页 next page id
检查内部页 child parent id 更新

7. B+ 树整体

先看

阅读 src/include/index/b_plus_tree.h
阅读 src/include/index/index_iterator.h
阅读 src/include/index/b_plus_tree_index.h
阅读 test/index/b_plus_tree_test.cpp
阅读 test/index/index_iterator_test.cpp
阅读 test/index/b_plus_tree_index_test.cpp

再写

实现 BPlusTree::IsEmpty
实现 BPlusTree::FindLeafPage
实现 BPlusTree::GetValue
实现 BPlusTree::Insert
实现 BPlusTree::StartNewTree
实现 BPlusTree::InsertIntoLeaf
实现 BPlusTree::Split
实现 BPlusTree::InsertIntoParent
实现 BPlusTree::Remove
实现 IndexIterator
实现 Begin
实现 End

验证

运行 b_plus_tree_test
运行 index_iterator_test
运行 b_plus_tree_index_test
插入大量 key 后仍能查询
删除 key 后查询失败
迭代器顺序正确

8. Catalog 层

先看

阅读 src/include/catalog/table.h
阅读 src/catalog/table.cpp
阅读 src/include/catalog/indexes.h
阅读 src/catalog/indexes.cpp
阅读 src/include/catalog/catalog.h
阅读 test/catalog/catalog_test.cpp

再写

实现 CatalogMeta::GetSerializedSize
实现 IndexMetadata::GetSerializedSize
实现 IndexInfo::Init
实现 CatalogManager 构造函数
实现 CreateTable
实现 GetTable
实现 GetTables
实现 CreateIndex
实现 GetIndex
实现 GetTableIndexes
实现 DropTable
实现 DropIndex
实现 FlushCatalogMetaPage
实现 LoadTable
实现 LoadIndex

验证

运行 catalog_test
创建表后能查到
重启数据库后表仍能加载
创建索引后能查到
重启数据库后索引仍能加载

9. Executor 层

先看

阅读 src/include/executor/execute_context.h
阅读 src/include/executor/plans/*.h
阅读 src/include/executor/executors/*.h
阅读 src/executor/*_executor.cpp
阅读 test/execution/executor_test.cpp

再写

实现 ValuesExecutor
实现 SeqScanExecutor
实现 InsertExecutor
实现 DeleteExecutor
实现 UpdateExecutor
实现 IndexScanExecutor
实现 ExecuteEngine::ExecuteCreateTable
实现 ExecuteEngine::ExecuteDropTable
实现 ExecuteEngine::ExecuteCreateIndex
实现 ExecuteEngine::ExecuteDropIndex
实现 ExecuteEngine::ExecuteShowIndexes
实现 ExecuteEngine::ExecuteExecfile
实现 ExecuteEngine::ExecuteQuit

验证

运行 executor_test
测试 select
测试 insert
测试 delete
测试 update
测试 index scan

10. Parser 和 Planner

先看

阅读 src/include/parser/syntax_tree.h
阅读 src/include/parser/minisql.y
阅读 src/planner/planner.cpp
阅读 src/include/planner/statement/*.h

理解

SQL 如何变成 AST
AST 如何变成 Statement
Statement 如何变成 Plan
Plan 如何交给 Executor

一般不建议先改 parser，除非你要新增 SQL 语法。

11. Concurrency

先看

阅读 src/include/concurrency/txn.h
阅读 src/include/concurrency/txn_manager.h
阅读 src/include/concurrency/lock_manager.h
阅读 test/concurrency/lock_manager_test.cpp

再写

实现共享锁
实现排他锁
实现锁升级
实现解锁
实现等待图
实现环检测
实现死锁检测线程

验证

运行 lock_manager_test
检查 Growing/Shrinking 状态
检查升级冲突
检查死锁中止事务

12. Recovery

先看

阅读 src/include/recovery/log_rec.h
阅读 src/include/recovery/recovery_manager.h
阅读 test/recovery/recovery_manager_test.cpp

再写

实现 BeginLog
实现 InsertLog
实现 DeleteLog
实现 UpdateLog
实现 CommitLog
实现 AbortLog
实现 RedoPhase
实现 UndoPhase

验证

运行 recovery_manager_test
检查 redo 后数据正确
检查 undo 后未提交事务被回滚

13. 最终验证

删除旧构建目录
重新 cmake ..
重新 make -j
运行全部测试：./test/minisql_test
运行 main 程序手动输入 SQL
测试 create database
测试 use database
测试 create table
测试 insert
测试 select
测试 create index
测试 delete
测试 update
测试 drop table
测试 quit

BMP文件结构、图像分类（压缩不压缩等）、大光圈小光圈对景深的影响、透镜的影响