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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{ 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

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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 (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）。

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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=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。