FISCO BCOS基于表的存储结构

FISCO BCOS底层的存储数据结构，并没有采用传统的MPT存储结构，而是用了基于表结构的方式。一方面，避免了世界状态急剧膨胀而导致的性能下降问题；另一方面，表结构能够兼容各种存储引擎，使得业务开发更加方便。

FISCO BCOS表的分类

FISCO BCOS每张表都有一个主key字段，1个或者多个value字段，表分为系统表（以_sys_开头），用户表（以_user_开头）和StorageState账户表（以_contract_data_开头）。表结构的所有记录，都会有`_id_`,`_status_`,`_num_`,`_hash_`内置字段。用户表和StorageState账户表key字段的类型是varchar(255)，value的类型为mediumtext。

系统表

系统表默认存在，由节点进程或者amdb-proxy进程启动时，保证系统表的创建，每张表的说明如下。

_sys_tables_

存储所有表的结构，每一张表都会在这张表中有一条记录，记录表的结构，包括表的key和field字段。表结构如下：

以表名为_sys_tx_hash_2_block_为例，_sys_tables_中各个字段数据为：

table_name=_sys_tx_hash_2_block_
key_field=hash
value_field=value,index

底层创建表和读取结构表，是基于_sys_tables_这张表，从创建好的_sys_tx_hash_2_block_表中可以看到，这张表包含3个字段，分别是主key字段hash，value字段有2个分别是value和index。

_sys_consensus_

存储共识节点和观察节点的列表。表结构如下：

例如，某个链包括4个节点，初始化都是共识节点，可以看到四个节点都是sealer（共识节点），生效块高都是0，如图：

通过控制台将`149f3777a0...`这个节点移除并加入到观察者列表，查询_sys_consensus_表的数据，发现该条记录的type已经修改为observer，生效块高已经修改为3。如图：

_sys_current_state_

存储当前区块链最新的状态，每次有区块数据存储，这个表都会去更新信息，包括当前分配出去的自增id，当前块高，交易失败数，交易总数。表结构如下：

存储的信息如下：

_sys_config_

存储需要共识的群组配置项，表结构同_sys_current_state_，当前配置了2个数值项，分别是一个区块包含的最大交易数及gas值。写入创世块的时候，会从group.[groupid].genesis文件中读取consensus.max_trans_num和tx.gas_limit两个配置项并写入表中。存储的信息如下：

_sys_table_access_

存储含有写入权限的外部账户地址。表结构如下：

默认这个表是没有数据的，表示所有外部账户都有读写权限，通过控制台使用`grantDeployAndCreateManager`命令为某个账号授权，会在`_sys_table_access_`这张表中新增一条Entry。

同时可以看到，除了被授权的外部账号可以部署合约之外，其他账户部署合约会提示没有权限。

_sys_number_2_hash_

存储区块号到区块hash映射，可以根据区块号映射到区块hash值。表结构如下：

存储hash到序列化的区块数据映射，可以根据区块hash值映射到区块值。表结构如下：

存储区块中交易的nonces，可以根据区块号，映射到该区块生成时所用到的nonces值。表结构如下：

_sys_tx_hash_2_block_

存储交易hash到区块号的映射，表结构如下：

一个区块可能包括多个交易，因此，区块hash和交易hash是一对多的关系，所以一个区块会在这个表里生成多条数据。

_sys_cns_

存储合约名到合约地址的映射，表结构如下：

用CNS部署的合约，可以通过合约名去调用，具体方式是根据合约名，找到包括多个版本号的合约地址列表，筛选出版本号正确的合约地址，再使用`_contract_data_`+`Address`+`_`作为表名，去查询code的值，执行合约代码。

例如，通过CNS部署的TableTest合约，可以在`_sys_cns_`表中查询到如下数据：

用户表

用户调用CRUD接口所创建的表，以`_user_`为表名，底层自动添加`_user_`前缀。

表名和表结构由合约决定，例如创建表的合约代码为：

 TableFactory tf = TableFactory(0x1001);
 int count = tf.createTable("t_test", "name", "item_id,item_name");
 return count;

创建出来的表名为`_user_t_test`，包括3个字段，分别是主key字段`name`，类型为varchar(255)；value包含两个字段，分别是`item_id`，`item_name`；如图：

StorageState账户表

`_contract_data_`+`Address`+`_`作为表名。表中存储外部账户相关的信息。存储信息如下：

以部署`TableTest`合约为例，`deploy TableTest`会返回一个地址，如图：

同时，可以看到数据库中生成了一个表名为`_contract_data_a582f529ff55e6ca2ada7ad3bab3b97e1c7013f2_`的表，存储信息如下（和上述表述一致）：

总结

基于表的存储方式，抽象了区块链的底层存储模型，实现了类SQL的抽象存储接口，支持多种后端数据库。引入基于表的存储方式后，数据读写请求不经过MPT，直接访问存储，结合缓存机制，存储性能相比基于MPT的存储有大幅提升。MPT数据结构作为可选方案仍然保留。