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MetonaSqlark/tests/engine/aria-compression.test.ts
T
thzxx 97b9fa486d fix(A38/A39): 页面化路径真正压缩 + compressLZ4 去除二次复杂度(含测试介质目录语义修正)
A38 `compression` 在页面化路径上被静默忽略
  压缩只写在"整 value 存一个 backend value"的分支里,而 `save()` 在页面化
  分支**提前 return** —— `pageStorage` 默认自动(OPFS 后端下为 true),
  于是 `compression: true` 在默认配置下完全无效且无任何提示。
  修法:`compression` 传入 `PageSSTableStore`,在**切页之前**整体压缩
  (压缩率优于逐页压缩),加载时对称解压。
  连带修正一个会静默损坏数据的接口问题:`SSTableMeta.totalSize` 的语义是
  "页面里存了多少字节",加载时按它截断 —— 压缩后必须写**压缩长度**。
  为此 `SSTableStore.save` 改为返回 `{ storedSize }`,两处 flush 流程与
  整 value 路径都用它回填 totalSize(写未压缩长度会让压缩数据被 0 填充撑大)。

  为什么此前没被发现:既有测试只断言"压缩后能读回来",而"根本没压缩"
  同样能正确读回 —— 断言太弱。新用例改为**结构性断言**:
  开启压缩后落盘字节数必须显著下降(>5×),与实现细节无关。

A39 `compressLZ4` 匹配搜索为 O(n²)
  旧实现逐字节向前扫描最多 65535 个候选位置、每个位置再逐字节比较 ——
  在低压缩率数据上退化为二次复杂度。实测 60KB 伪随机输入耗时 **2345ms**;
  而 SSTable 页/日志段正是几百 KB 到几 MB,属于普通写入路径上的真实卡顿。
  修法:改为 LZ4 标准的 **4 字节哈希链**(`head[]`/`prev[]`,单点最多
  `MAX_CHAIN=32` 次探测)→ 实测 6ms(约 390×)。
  **输出格式完全不变**,既有落盘数据无需迁移;旧实现保留为
  `compressLZ4LinearReference` 并作为测试对照物(证明两者可互解)。
  另加"全字面量"兜底:任何异常都产出合法可解压的流(数据正确性优先于压缩率)。

测试介质修正(同源发现,影响所有 OPFS 多库场景)
  `installOPFSMock` 把 `getDirectoryHandle(name)` 的 `name` **丢弃**,
  所有库共用一棵扁平文件树。实测:`open('db-alpha')` 建表后
  `open('db-beta').getTableNames()` 返回 `["alpha_only"]`。
  真实 OPFS 下 `OPFSBackend.open(name)` 是 `root.getDirectoryHandle(name)`,
  因此 mock 现在实现真实的**目录语义**,并提供 `dir(dbName)` 视图让测试与
  生产代码使用同一个 API(此前的 `listKeys/createFile` 是根目录假 API,
  两个依赖它的用例已改为目录视图)。

验证:新增 tests/engine/aria-compression.test.ts(12 项,含 1MB 大输入与
6 组格式兼容用例);两处修复都做**变异验证**:回退 A38 的接线 → 页面化压缩
用例失败;回退 A39 到线性实现 → "60KB < 1s" 用例失败(实测 2397ms)。
全量 89 套件 / 1742 测试通过;typecheck、lint、build 零错误/零告警;dist 已重建。
2026-09-15 01:52:57 +08:00

195 lines
8.9 KiB
TypeScript
Raw Blame History

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/**
* v0.8.0 回归套件 —— A38 页面化压缩 + A39 compressLZ4 复杂度
* ============================================================================
* A38 **`compression` 在页面化路径上被静默忽略**
* `AriaEngine` 的默认配置是 `pageStorage` 自动(OPFS 后端下为 true),
* 而压缩只写在"整 value 存一个 backend value"的旧分支里,页面化分支
* **提前 return** —— 于是 `compression: true` 在默认配置下完全没有效果,
* 且没有任何提示。本套件的断言方式是**结构性**的:
* 开启压缩后 `SSTableMeta.totalSize`(实际落盘字节数)必须显著变小 ——
* 它与实现细节无关,只反映"数据真的被压缩了"。
*
* * 为什么之前没被发现:既有测试只断言"压缩后能读回来"(往返正确),
* 而"根本没压缩"同样能正确读回 —— 断言太弱,测不出"功能是否生效"。
*
* A39 **`compressLZ4` 匹配搜索是 O(n²)**
* 旧实现逐字节向前扫描最多 65535 个候选位置,每个位置再逐字节比较。
* 在低压缩率数据(伪随机)上退化为二次复杂度:实测 60KB 输入耗时 **2.3 秒**
* (新实现 6ms,约 390×)。SSTable 页/日志段正好是几百 KB 到几 MB,
* 因此这是普通写入路径上的真实卡顿,不是极端场景。
*
* 本套件同时锁定"输出格式未变":新实现与保留的线性参考实现在同一输入上
* 必须产出**可互相解压**的流(压缩率可略有差异,因为新实现能找到不同但
* 同样合法的匹配)。
*/
import { AriaEngine } from '../../src/engine/aria/index';
import { compressLZ4, compressLZ4LinearReference, decompressLZ4 } from '../../src/engine/aria/compression/lz4';
import { resetOPFSMock } from '../helpers/storage-harness';
beforeEach(() => { resetOPFSMock(); });
const SCHEMA = () => ({
name: 't',
columns: {
id: { type: 'string' as const, primaryKey: true },
blob: { type: 'string' as const },
},
});
/** 高度可压缩的载荷 */
const COMPRESSIBLE = 'x'.repeat(500) + 'y'.repeat(500);
/** 写入 n 行并返回 SSTable 元数据统计 */
async function writeAndMeasure(opts: {
dbName: string;
pageStorage: boolean;
compression: boolean;
rows?: number;
}): Promise<{ storedBytes: number; sstableCount: number; rowCount: number; roundTripOk: boolean }> {
const rows = opts.rows ?? 60;
const engine = new AriaEngine({
storageBackend: 'opfs',
pageStorage: opts.pageStorage,
compression: opts.compression,
memtableSizeThreshold: 2048,
checkpointInterval: 100_000_000,
} as never);
await engine.open(opts.dbName, 1);
await engine.createTable(SCHEMA() as never);
for (let i = 0; i < rows; i++) await engine.insert('t', [{ id: `k${i}`, blob: COMPRESSIBLE }]);
const lsm = (engine as unknown as { lsm: { sstableStore: { listMeta(): Promise<Array<{ totalSize: number }>> } } }).lsm;
const metas = await lsm.sstableStore.listMeta();
const storedBytes = metas.reduce((sum, m) => sum + (m.totalSize ?? 0), 0);
const read = await engine.find('t', { table: 't' });
const roundTripOk = read.length === rows && read.every((r) => r.blob === COMPRESSIBLE);
await engine.close();
return { storedBytes, sstableCount: metas.length, rowCount: read.length, roundTripOk };
}
describe('[v0.8.0] A38 compression 必须真的生效(含页面化路径)', () => {
it('页面化路径:开启压缩后落盘字节数显著下降', async () => {
const off = await writeAndMeasure({ dbName: 'a38-pages-off', pageStorage: true, compression: false });
const on = await writeAndMeasure({ dbName: 'a38-pages-on', pageStorage: true, compression: true });
// 先确认两次实验都写出了 SSTable(否则下面的比值没有意义)
expect(off.sstableCount).toBeGreaterThan(0);
expect(on.sstableCount).toBeGreaterThan(0);
// 数据完整性不受压缩影响
expect(off.roundTripOk).toBe(true);
expect(on.roundTripOk).toBe(true);
// 核心断言:修复前 compression 在页面化路径上被忽略 → 两者字节数相同
expect(on.storedBytes).toBeLessThan(off.storedBytes);
// 高可压缩内容应有的量级(10 倍是保守下界,实测远高于此)
expect(off.storedBytes).toBeGreaterThan(on.storedBytes * 5);
});
it('整 value 路径:压缩同样生效(两条路径行为一致)', async () => {
const off = await writeAndMeasure({ dbName: 'a38-whole-off', pageStorage: false, compression: false });
const on = await writeAndMeasure({ dbName: 'a38-whole-on', pageStorage: false, compression: true });
expect(off.roundTripOk).toBe(true);
expect(on.roundTripOk).toBe(true);
expect(off.storedBytes).toBeGreaterThan(on.storedBytes * 5);
});
it('页面化 + 压缩:重开后数据与索引完整', async () => {
const engine = new AriaEngine({
storageBackend: 'opfs', pageStorage: true, compression: true,
memtableSizeThreshold: 2048, checkpointInterval: 100_000_000,
} as never);
await engine.open('a38-reopen', 1);
await engine.createTable(SCHEMA() as never);
for (let i = 0; i < 40; i++) await engine.insert('t', [{ id: `k${i}`, blob: COMPRESSIBLE }]);
// 不 close(模拟崩溃后重开,覆盖压缩数据的恢复路径)
const engine2 = new AriaEngine({
storageBackend: 'opfs', pageStorage: true, compression: true,
memtableSizeThreshold: 2048, checkpointInterval: 100_000_000,
} as never);
await engine2.open('a38-reopen', 1);
const rows = await engine2.find('t', { table: 't' });
expect(rows).toHaveLength(40);
expect(rows.every((r) => r.blob === COMPRESSIBLE)).toBe(true);
// 单行精确读取(走 SSTable 数据块解析,而不只是全表扫描)
const one = await engine2.find('t', { table: 't', where: { id: 'k7' } });
expect(one).toHaveLength(1);
expect(one[0].blob).toBe(COMPRESSIBLE);
await engine.close().catch(() => { /* 已崩溃语义,忽略 */ });
await engine2.close();
});
it('压缩关闭时数据同样完整(回归护栏)', async () => {
const result = await writeAndMeasure({ dbName: 'a38-nocomp', pageStorage: true, compression: false });
expect(result.roundTripOk).toBe(true);
expect(result.rowCount).toBe(60);
});
});
// ---------------------------------------------------------------------------
// A39compressLZ4 复杂度与格式兼容
// ---------------------------------------------------------------------------
/** 确定性伪随机(避免测试本身依赖随机源) */
function makeRandom(length: number, seed = 42): Uint8Array {
let s = seed >>> 0;
const out = new Uint8Array(length);
for (let i = 0; i < length; i++) {
s = (Math.imul(s, 1664525) + 1013904223) >>> 0;
out[i] = (s >>> 24) & 0xFF;
}
return out;
}
describe('[v0.8.0] A39 compressLZ4:复杂度与格式兼容', () => {
const cases: Array<[string, Uint8Array]> = [
['空输入', new Uint8Array(0)],
['单字节', new Uint8Array([42])],
['全同字节', new Uint8Array(5000).fill(7)],
['周期序列', new Uint8Array(Array.from({ length: 40_000 }, (_, i) => i % 7))],
['伪随机 8KB', makeRandom(8_000)],
['伪随机 60KB', makeRandom(60_000)],
];
it.each(cases)('%s:往返一致且与线性参考实现可互解', (_label, data) => {
const fast = compressLZ4(data);
const slow = compressLZ4LinearReference(data);
// 新实现自身往返
const fromFast = decompressLZ4(fast);
expect(fromFast.length).toBe(data.length);
expect(Array.from(fromFast)).toEqual(Array.from(data));
// 旧实现的输出,新解压器必须能读(格式兼容:既有落盘数据不需要迁移)
const fromSlow = decompressLZ4(slow);
expect(Array.from(fromSlow)).toEqual(Array.from(data));
// 新实现的输出,旧解压器(同一份代码,此处仅作对称性验证)也必须能读
expect(Array.from(decompressLZ4(fast))).toEqual(Array.from(data));
});
it('低压缩率数据不再退化(60KB 伪随机在 1 秒内完成)', () => {
const data = makeRandom(60_000);
const start = Date.now();
const compressed = compressLZ4(data);
const elapsed = Date.now() - start;
// 修复前该输入耗时约 2.3 秒(逐位置线性扫描 → 二次复杂度)。
// 阈值取 1 秒:即使 CI 慢 10 倍也仍能通过,而回退到旧实现必然失败。
expect(elapsed).toBeLessThan(1000);
expect(decompressLZ4(compressed).length).toBe(data.length);
});
it('大输入(1MB 可压缩内容)在合理时间内完成', () => {
const data = new Uint8Array(1_000_000);
for (let i = 0; i < data.length; i++) data[i] = i % 251;
const start = Date.now();
const compressed = compressLZ4(data);
const elapsed = Date.now() - start;
expect(elapsed).toBeLessThan(3000);
// 周期性内容应被显著压缩
expect(compressed.length).toBeLessThan(data.length);
expect(decompressLZ4(compressed).length).toBe(data.length);
});
});