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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。

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1. 数据库分库架构

erDiagram
    WORKFLOWS ||--o{ GRID_POINTS : contains
    GRID_POINTS ||--o{ TASKS : logs
    NODES ||--o{ TASK_QUEUE : executes
    
    subgraph PrimaryDB ["主数据库 (dcts.db)"]
        WORKFLOWS {
            string name PK
            string description
            text config_yaml
            string status
            datetime created_at
            datetime updated_at
        }
        GRID_POINTS {
            string name PK
            string workflow_name FK
            double teff
            double logg
            double loghe
            double logc
            double logn
            double logo
            double cno_sum
            integer wave
            string status
            integer attempt_count
            string success_method
        }
        TASKS {
            string task_id PK
            string point_name FK
            string node_id
            string task_type
            string status
            double max_relc
            integer retry_count
            datetime created_at
        }
        NODES {
            string node_id PK
            integer max_slots
            integer active_slots
            string status
            double cpu_usage
            double memory_usage
            datetime last_heartbeat
        }
    }

    subgraph QueueDB ["队列库 (dcts_queue.db / mq)"]
        TASK_QUEUE {
            string task_id PK
            string payload
            string status
            datetime created_at
            datetime claimed_at
            string workflow_name
            string claimed_by_node_id
            integer wave
        }
    end

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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 (TEXT PRIMARY KEY)：工作流唯一标志（如 sdB_cno）。
• description (TEXT)：描述信息。
• config_yaml (TEXT NOT NULL)：完整的参数网格定义与物理配置 YAML 内容。
• status (TEXT NOT NULL DEFAULT 'idle')：idle（就绪）→ initializing（原子抢占加载中）→ running（运行中）/ 回退 idle；running → paused（暂停）/ completed（全部网格点收敛）。
• created_at / updated_at (DATETIME NOT NULL)：创建 / 最后更新时间。

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 (TEXT PRIMARY KEY)：节点唯一标识（未指定 DCTS_NODE_ID 时自动生成 node-<uuid>）。
• max_slots (INTEGER NOT NULL)：节点声明的最大并发计算槽位数（即 DCTS_MAX_SLOTS，领用上限）。
• active_slots (INTEGER NOT NULL DEFAULT 0)：当前正在执行的任务数，随 claim 自增、report 完结自减。
• status (VARCHAR(32) NOT NULL DEFAULT 'online')：pending_approval（注册待审批）/ online（在线）/ offline（心跳超时离线）/ disabled（管理员手动停用，保持心跳但不再分发任务）/ rejected。
• cpu_usage / memory_usage (REAL NOT NULL DEFAULT 0.0)：心跳上报的 CPU/内存使用率（仅观测展示用，不参与任务分发决策）。
• last_heartbeat (DATETIME NOT NULL)：最后一次心跳上报时间，后台线程据此判定 online → offline。

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（详见 sqlite_queue.rs）。

• task_id (VARCHAR(128) PRIMARY KEY)：任务 ID（UUID）。
• payload (TEXT NOT NULL)：序列化的 TaskSpec（含 point_name / params / task_type / seed_point_name / workflow_name 等）。
• status (TEXT NOT NULL)：pending（就绪待领用）/ claimed（已被某 node 领用，计算中）。
• created_at (DATETIME NOT NULL)：推入队列时间（同 wave 内 FIFO 排序键）。
• claimed_at (DATETIME)：被领用的时间戳（requeue_stale_tasks 据此判定超时回投）。
• workflow_name (TEXT)：所属工作流（多工作流分区键）。
• claimed_by_node_id (TEXT)：领用方节点 ID（claim 时写入，report 阶段据此校验归属，防跨节点伪造）。
• wave (INTEGER NOT NULL DEFAULT 0)：难度波次（pop_task 出队第一排序键，低 wave 优先）。

任务完成后由 remove_task 直接从本表删除（不保留 completed/failed 终态行），历史记录落在主库 tasks 表。超时的 claimed 行由 requeue_stale_tasks 改回 pending 重投。

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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=15000;，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 IMMEDIATE 事务内完成——先 SELECT ... WHERE status='pending' ORDER BY wave ASC, created_at ASC LIMIT 1 取队首，再 UPDATE SET status='claimed', claimed_by_node_id=?，提交后返回。事务保证同一任务不会被两个 node 同时领用；遇到 SQLITE_BUSY/LOCKED 最多退避重试 5 次（详见 pop_task）。