DB初心者が自作DBMS始めてみた

DB初心者が自作DBMS始めてみたかわぐっちー(yamoyamoto) Qiita: https://qiita.com/yamoyamoto/items/e86b5d081a42810ba920

自己紹介かわぐちともや(yamoyamoto) Twitter: @yamoyamoto GitHub: yamoyamoto 大阪生まれ、大阪育ち DeNA 24卒好きな技術:
AWS CDK, Go

今日話すこと自作DBMS "GarakutaDB" の設計と実装 DBMSの基礎の学習に有益だったリソースも紹介します

モチベーション普段SQLはまぁまぁ書く SQLでDBを操作することはできても、DBMSの内部構造はよく知らないな！？

モチベーションそこで

モチベーション (全開発者のロマンである)自作DBMSをして「DBMSを完全に理解」したいなと思いました

決めたはいいけど、どうやって作ればいいんや！？

色々ネットサーフィンを経て

実際踏んだ手順 1. DBMSの基礎を学ぶ 2. 既存の自作DBMS実装を読んでみる 3. DBMSの設計を考える 4. DBMSを実装する

1. DBMSの基礎を学ぶ CMU(カーネギーメロン大学)の講義資料 https://15445.courses.cs.cmu.edu/fall2023/

1. DBMSの基礎を学ぶ CMUの講義、とてもよかった DBMSにおける基本的な仕組みや概念を学べたインデックス, バッファプール, クエリの実行, Lock&Latch, etc... Iterator
Model (※ CMU講義資料より抜粋) https://15445.courses.cs.cmu.edu/fall2023/notes/12-queryexecution1.pdf

2. 既存の自作DBMS実装を読んでみる BogoDB Golang実装: https://github.com/ad-sho-loko/bogoDB シンプルな最低限の機能 SQLパーサーも自前で実装

2. 既存の自作DBMS実装を読んでみる BogoDBのアーキテクチャ図 ※ 画像はBogoDBの紹介ブログより引用: https://buildersbox.corp-sansan.com/entry/2019/10/24/110000

2. 既存の自作DBMS実装を読んでみる SamehadaDB Golang実装: https://github.com/ryogrid/SamehadaDB CMUの講義用に開発されたC++のDBMSをGolangにポーティングする形で実装 BogoDBよりも多数の機能をサポート、SQLパーサーはライブラリを使用

3. DBMSの設計を考える四角で囲ったエリアはGoのpackageに対応

3. DBMSの設計を考える(Parse) SQLをパースして、クエリに必要な情報が入ったStatementというデータ構造を作る

3. DBMSの設計を考える(Parse) SELECT文のStatement

3. DBMSの設計を考える(Plan) Statementを読んで、実際にどのような処理を実行すればいいかを決定テーブル名やカラム名のバリデーションもここで行う

3. DBMSの設計を考える(Plan) SELECT系のPlan

3. DBMSの設計を考える(Execute) Planを読んで、実際に処理を実行するここで初めてストレージアクセスが走る

4. DBMSを実装する Golangで実装境界を意識 Executorから、DiskManagerに直接アクセスさせない(後にキャッシュ層である BufferPoolを追加したいため) 各フェーズ(Parse,Plan,Execute)の処理は、一つ前のフェーズのOutputをInputとして受け取るようにする詳しくは: https://github.com/yamoyamoto/GarakutaDB

動作確認

おわりに一緒にGarakutaDB開発してくれる人絶賛募集中！まだまだDBMSと呼ぶには程遠い、、涙ひとりではなかなかモチベーションが続かないので、一緒に勉強しながら作ってくれる人がいると嬉しいです

ありがとうございました！！

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Tomoya Kawaguchi

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