moonbitDB

基于 MoonBit 语言特性实现的内存型非关系型数据库，参考 Redis 设计。

快速开始

运行演示

moon run . --target native

运行测试

moon test

当前测试覆盖：64 个测试用例，全部通过。

项目结构

moonbitDB/
├── lib/                        # 核心库（非 main 包，可被其他包 import）
│   ├── database.mbt            # 核心数据库实现（~3200 行）
│   └── moon.pkg.json
├── demo.mbt                    # 快速开始演示（主包入口）
├── moon.pkg.json               # 主包配置（is_main: true，依赖 lib）
├── examples/                   # 场景部署示例（独立子包，均可运行）
│   ├── basic_usage/            # 基础 API 使用示例
│   │   ├── main.mbt
│   │   └── moon.pkg.json
│   ├── leaderboard/            # 游戏排行榜场景
│   │   ├── main.mbt
│   │   └── moon.pkg.json
│   ├── shopping_cart/          # 电商购物车 / 缓存场景
│   │   ├── main.mbt
│   │   └── moon.pkg.json
│   └── cli_repl/               # 命令行交互演示
│       ├── main.mbt
│       └── moon.pkg.json
├── moon.mod.json               # 模块配置（moonbitdb/moonbitdb）
└── README.md                   # 本文档

包架构说明：核心逻辑放在 lib/ 子包（非 main），主包和 examples 均依赖 lib。这种设计符合 MoonBit 规范，避免了 “examples depend on main package” 的警告。

支持的命令

共支持 80+ 个命令，覆盖 Redis 核心功能。

String 命令

命令	签名	说明
SET	(key, value) -> Unit	设置字符串值
GET	(key) -> String?	获取字符串值
DEL	(key) -> Bool	删除 key
EXISTS	(key) -> Bool	检查 key 是否存在
APPEND	(key, value) -> Int	追加字符串，返回新长度
STRLEN	(key) -> Int	字符串长度
INCR	(key) -> Int?	自增 1（非数字返回 None）
DECR	(key) -> Int?	自减 1（非数字返回 None）

Key 命令

命令	签名	说明
KEYS	() -> Array[String]	列出所有 key
KEYS_PATTERN	(pattern) -> Array[String]	模式匹配 key（支持 * ?）
TYPE	(key) -> String	返回值类型（string/hash/list/set/zset/none）
EXPIRE	(key, seconds) -> Bool	设置过期时间（秒）
PEXPIRE	(key, ms) -> Bool	设置过期时间（毫秒）
TTL	(key) -> Int	剩余生存时间（秒），-1 永久，-2 不存在
PTTL	(key) -> Int	剩余生存时间（毫秒）
PERSIST	(key) -> Bool	移除过期时间
RENAME	(old_key, new_key) -> Bool	重命名 key（含 TTL 转移）
RENAMENX	(old_key, new_key) -> Bool	仅在新 key 不存在时重命名
RANDOMKEY	() -> String?	随机返回一个 key

Hash 命令

命令	签名	说明
HSET	(key, field, value) -> Unit	设置 hash 字段
HGET	(key, field) -> String?	获取 hash 字段
HDEL	(key, field) -> Bool	删除 hash 字段
HGETALL	(key) -> Map[String, String]	获取所有字段和值
HLEN	(key) -> Int	字段数量

List 命令

命令	签名	说明
LPUSH	(key, value) -> Int	左端插入，返回新长度
RPUSH	(key, value) -> Int	右端插入，返回新长度
LPOP	(key) -> String?	左端弹出
RPOP	(key) -> String?	右端弹出
LLEN	(key) -> Int	列表长度
LRANGE	(key, start, end) -> Array[String]	范围获取（支持负数索引）
LINDEX	(key, index) -> String?	索引获取（支持负数）
LSET	(key, index, value) -> Bool	索引设置
LREM	(key, count, value) -> Int	按值删除（count>0 从头，<0 从尾，=0 全部）
LINSERT	(key, before, pivot, value) -> Int	在 pivot 前/后插入
LPUSHX	(key, value) -> Int	仅当列表存在时左端插入
RPUSHX	(key, value) -> Int	仅当列表存在时右端插入
RPOPLPUSH	(source, dest) -> String?	source 右端弹出插入 dest 左端

Set 命令

命令	签名	说明
SADD	(key, value) -> Bool	添加成员（已存在返回 false）
SMEMBERS	(key) -> Array[String]	所有成员
SREM	(key, value) -> Bool	删除成员
SCARD	(key) -> Int	成员数量
SISMEMBER	(key, value) -> Bool	检查成员是否存在
SINTER	(keys) -> Array[String]	多集合交集
SINTERSTORE	(dest, keys) -> Int	交集存储到 dest
SUNION	(keys) -> Array[String]	多集合并集
SUNIONSTORE	(dest, keys) -> Int	并集存储到 dest
SDIFF	(keys) -> Array[String]	多集合差集
SDIFFSTORE	(dest, keys) -> Int	差集存储到 dest
SMOVE	(source, dest, value) -> Bool	跨集合移动元素
SPOP	(key) -> String?	随机弹出元素

Sorted Set 命令

命令	签名	说明
ZADD	(key, score, member) -> Bool	添加成员（已存在更新分数）
ZRANGE	(key, start, end) -> Array[String]	按排名升序获取范围
ZCARD	(key) -> Int	成员数量
ZSCORE	(key, member) -> Float?	获取成员分数
ZREM	(key, member) -> Bool	删除成员
ZRANGEBYSCORE	(key, min, max) -> Array[String]	按分数范围获取
ZCOUNT	(key, min, max) -> Int	统计分数范围内成员数
ZREVRANGE	(key, start, end) -> Array[String]	按排名降序获取范围
ZREVRANGEBYSCORE	(key, max, min) -> Array[String]	按分数降序范围获取
ZRANK	(key, member) -> Int?	升序排名（从 0 开始）
ZREVRANK	(key, member) -> Int?	降序排名（从 0 开始）
ZINCRBY	(key, increment, member) -> Float	增加分数（支持负数）
ZREMRANGEBYRANK	(key, start, end) -> Int	按排名范围删除
ZREMRANGEBYSCORE	(key, min, max) -> Int	按分数范围删除
ZPOPMIN	(key) -> (String, Float)?	弹出最小分数成员
ZPOPMAX	(key) -> (String, Float)?	弹出最大分数成员

批量命令

命令	签名	说明
MSET	(keys, values) -> Unit	批量设置多个 key-value
MGET	(keys) -> Array[String?]	批量获取多个 key 的值
MDEL	(keys) -> Int	批量删除，返回删除数量
HMSET	(key, fields, values) -> Unit	批量设置 hash 字段
HMGET	(key, fields) -> Array[String?]	批量获取 hash 字段

服务器命令

命令	签名	说明
DBSIZE	() -> Int	当前 key 数量（不含已过期）
FLUSHDB	() -> Unit	清空当前数据库
FLUSHALL	() -> Unit	清空所有数据
PING	() -> String	返回 “PONG”
ECHO	(message) -> String	回显消息
INFO	() -> String	服务器信息（版本、key 数、过期数等）
TIME	() -> (Int, Int)	当前时间（秒, 微秒）
COMMAND	() -> Array[String]	支持的命令列表
OBJECT_ENCODING	(key) -> String?	对象内部编码（embstr/listpack/hashtable/skiplist/quicklist）

辅助方法

方法	签名	说明
new	() -> Database	创建空数据库
set_time	(time_ms) -> Unit	设置当前时间（毫秒）
advance_time	(ms) -> Unit	推进时间（毫秒）
check_expired	(key) -> Bool	检查 key 是否已过期（惰性清理）

部署示例

所有示例均为独立子包，可单独运行。运行前需先安装 MoonBit CLI 工具。

1. 快速开始演示

直接运行主包即可看到 8 大功能模块的完整演示：

moon run . --target native

输出预览：

========================================
  MoonBitDB - 快速开始演示
========================================

📌 1. String 基础操作
  GET greeting = "Hello, MoonBitDB!"
  INCR counter = 11

📌 2. Hash 用户信息存储
  HLEN user:1001 = 3

📌 3. List 任务队列
  LRANGE tasks 0 -1 = [完成报告, 代码审查, 团队会议]

📌 4. Set 标签系统
  SCARD = 3 (自动去重)

📌 5. Sorted Set 排行榜
  TOP 3 (ZREVRANGE 0 2):
    #1 玩家D - 3200分
    #2 玩家B - 2500分

📌 6. Key 过期机制
  65秒后 EXISTS = false

📌 7. 批量操作
📌 8. 服务器信息
========================================
  ✅ 演示完成！
========================================

2. 基础 API 使用示例

覆盖所有 5 种数据结构的基础操作演示。

moon run examples/basic_usage --target native

参考 examples/basic_usage/main.mbt

3. 游戏排行榜系统

10 阶段完整场景：初始化分数 → TOP 5 查询 → 对局更新 → 排名变化 → 分数统计 → 每日榜单 → 领奖弹出 → 好友关系 → 消息队列 → 状态统计。

moon run examples/leaderboard --target native

参考 examples/leaderboard/main.mbt

展示了如何使用：

• ZSET 实现玩家分数排名
• ZINCRBY 实时更新分数
• ZREVRANGE / ZRANK 查询排名
• ZPOPMAX 领奖台功能
• SET 实现好友关系
• SINTER 共同好友
• LIST 实现消息队列
• HASH 存储玩家信息

4. 电商购物车 & 缓存

10 阶段完整场景：商品缓存 → 购物车 → 浏览历史 → 收藏 → 共同收藏 → 商品标签 → 销量排行 → 会话管理 → 缓存预热 → 状态总览。

moon run examples/shopping_cart --target native

参考 examples/shopping_cart/main.mbt

展示了如何使用：

• HASH 存储购物车商品和商品信息
• String + EXPIRE 实现会话管理和缓存
• LIST 实现浏览历史
• SET 实现收藏和商品标签
• SINTER / SUNION 实现标签筛选
• ZSET 实现销量排行榜
• MSET / MGET 批量预热缓存

5. CLI 命令行交互

模拟 Redis 风格的命令行交互，自动执行 45 条演示命令并输出结果。

moon run examples/cli_repl --target native

参考 examples/cli_repl/main.mbt

支持解析和执行 60+ 命令，包括 SET/GET/HSET/LPUSH/SADD/ZADD/MSET 等全部命令类型。