# DCTS 数据库设计 (Database Schema)

> DCTS 采用轻量级、零配置、高并发安全的 **SQLite** 双数据库架构：主状态库 `dcts.db` 存储网格结构与历史记录；队列库 `dcts_queue.db` 由 `mq` 驱动管理原子任务状态机。

---

## 1. 数据库分库架构

```mermaid
erDiagram
    WORKFLOWS ||--o{ GRID_POINTS : contains
    GRID_POINTS ||--o{ TASK_HISTORY : logs
    NODES ||--o{ TASK_QUEUE : executes
    
    subgraph PrimaryDB ["主数据库 (dcts.db)"]
        WORKFLOWS {
            string name PK
            string description
            text yaml_config
            string status
            datetime created_at
        }
        GRID_POINTS {
            string point_id PK
            string workflow_name FK
            double teff
            double logg
            double he_abund
            double c_abund
            double n_abund
            double o_abund
            string status
            datetime updated_at
        }
        TASK_HISTORY {
            string id PK
            string point_id FK
            string node_id
            boolean success
            text conv_info_json
            datetime duration_sec
        }
        NODES {
            string node_id PK
            string hostname
            integer cpu_cores
            string status
            datetime last_heartbeat
        }
    end

    subgraph QueueDB ["队列库 (dcts_queue.db / mq)"]
        TASK_QUEUE {
            string task_id PK
            string workflow_name
            string payload_json
            string status
            string assigned_node
            integer retry_count
            datetime claimed_at
        }
    end
```

---

## 2. 表结构定义 (Schema Specification)

### 2.1 `workflows` (工作流配置表)
存储用户定义的计算网格配置及整体状态。
- `name` (`VARCHAR(64) PRIMARY KEY`)：工作流唯一标志（如 `sdB_cno`）。
- `description` (`TEXT`)：描述信息。
- `yaml_config` (`TEXT`)：完整的参数网格定义与物理配置 YAML 内容。
- `status` (`VARCHAR(32)`)：状态：`idle` / `running` / `paused` / `completed`。
- `created_at` (`DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP`)：创建时间。

### 2.2 `grid_points` (网格点物理参数表)
存储多维笛卡尔积展开后的每一个独立参数点。
- `id` (`INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT`)：自增主键。
- `name` (`TEXT NOT NULL`)：点物理唯一名（由 6 维参数生成，如 `t35000_g5.5_he-1_c-2_n-2_o-2`）。
- `workflow_name` (`TEXT NOT NULL`)：所属工作流。**多工作流分区键**——同一物理点可属于多个工作流，
  与 `name` 共同构成复合唯一约束 `UNIQUE(workflow_name, name)`。
- `teff`, `logg`, `loghe`, `logc`, `logn`, `logo` (`REAL NOT NULL`)：6 维物理参数。
- `cno_sum` (`REAL NOT NULL`)：CNO 丰度之和（调度排序用）。
- `wave` (`INTEGER`)：按 cno_sum 分组的批次波次（调度优先级用）。
- `status` (`VARCHAR(32)`)：`pending` / `queued` / `running` / `converged` / `failed`。
- `attempt_count` (`INTEGER`)：失败重试计数（仅观测用）。
- `success_method` (`VARCHAR(32)`)：收敛时的成功手段 (`cold_run` 冷启动成功 / `seed_step` 种子步进成功)。

> **多工作流分区（per-workflow partitioning）**：`grid_points` 与 `task_queue` 均按 `workflow_name` 隔离。
> 调度、状态更新、stale 重投、`stop_workflow` 重置都限定在单个工作流内，互不影响。
> 历史旧库（无 `workflow_name` 列）在启动时自动迁移：表重建为复合唯一结构，旧行 `workflow_name`
> 标记为 `__legacy__`，不干扰新工作流查询。

### 2.3 `nodes` (计算节点心跳与状态表)
- `node_id` (`VARCHAR(64) PRIMARY KEY`)：节点唯一标识。
- `hostname` (`VARCHAR(128)`)：节点主机名或 IP。
- `cpu_cores` (`INTEGER`)：节点 CPU 核心数。
- `status` (`VARCHAR(32)`)：`online` / `offline` / `busy`。
- `last_heartbeat` (`DATETIME`)：最后一次心跳上报时间。

### 2.4 `task_queue` (分布式任务队列表 - `mq`)
驱动分布式抢占与超时重试的核心表，使用 SQLite `WAL` 模式确保高吞吐并发安全。
- `task_id` (`VARCHAR(128) PRIMARY KEY`)：任务 ID。
- `workflow_name` (`VARCHAR(64)`)：工作流。
- `payload_json` (`TEXT`)：任务所含参数 payload。
- `status` (`VARCHAR(32)`)：`pending`（就绪） / `running`（计算中） / `completed`（完成） / `failed`（失败）。
- `assigned_node` (`VARCHAR(64)`)：当前抢占该任务的节点 ID。
- `retry_count` (`INTEGER DEFAULT 0`)：失败或超时重发次数。
- `claimed_at` (`DATETIME`)：抢占时间戳（用于超时释放判定）。

---

## 3. 并发与事务安全设计

1. **WAL (Write-Ahead Logging) 模式**：SQLite 连接自动启用 `PRAGMA journal_mode=WAL;` 和 `PRAGMA busy_timeout=5000;`，解决多线程/多进程读写锁竞争。
2. **连接池机制**：借助 `r2d2` + `r2d2_sqlite` 维护异步连接池，防止高并发下数据库句柄冲突。
3. **原子 Claim 事务**：任务抢占在单个 SQLite 事务中完成（`UPDATE task_queue SET status='running', assigned_node=? WHERE status='pending' ... LIMIT 1`），保证绝对防重领。