这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的第9天 存储引擎是什么？它主要解决什么问题呢？ 首先，我们认为存储引擎就是如何为了解决存储数据、如何为存储的数据建立索引和如何更新、查询数据等技术的实现方法。用户可以根据应用的需求选择更适合自己应用场景的存储引擎来提高数据库的性能和数据的访问效率。常见的存储引擎有哈希存储引擎、 B 树存储引擎、 LSM 树存储引擎等三种。不同的存储引擎对数据的结构、数据的存储方式、数据的读取方式等都有不同的要求和特点。今天我们要跟大家分享的是 LSM-Tree (Log-Structured Merge-Tree) 存储引擎，大多 NoSQL 数据库核心思想都是基于 LSM 来做的，只是具体的实现不同。例如 LevelDB 、 RocksDB 、 Hbase 、 Cassandra 等。LSM 树通过尽可能减少写磁盘次数，实际落地存储的数据按 key 划分，形成有序的不同文件；结合其 “ 先内存更新后合并落盘 ” 的机制，尽量达到顺序写磁盘，尽可能减少随机写；对于读则需合并磁盘已有历史数据和当前未落盘的驻于内存的更新。LSM 树存储支持有序增删改查，写速度大幅提高，但随机读取数据时效率低。
- LSM-Tree 存储引擎设计原理 2.1 LSM-Tree 合并思想 LSM 树由两个或以上的存储结构组成，比如在论文中为了方便说明使用了最简单的两个存储结构。一个存储结构常驻内存中，称为 C0 tree ，具体可以是任何方便健值查找的数据结构，比如红黑树、 map 之类，甚至可以是跳表。另外一个存储结构常驻在硬盘中，称为 C1 tree ，具体结构类似 B 树。C1 所有节点都是 100% 满的，节点的大小为磁盘块大小。 LSM-Tree WAL 谈及 LSM （ Log Structured Merge Tree ）树存储引擎，从字面意思上，其实我们基本能看到两层意思，第一个是 Merge ，就是我们上一节说到的合并思想；另外一个就是 Log ，就是我们接下来要说的 WAL 文件，从下面展示的基于 LSM 存储引擎的写的流程当中，我们可以看到 WAL 就是数据库的一个日志文件。 当插入一条数据时，数据先顺序写入磁盘保存的 WAL 文件中，之后插入到内存中的 Memtable 当中， Memtable 实际上保存的数据结构就是我们所述的内存当中的小树。这样就保证了数据的持久化，即使因为故障宕机，虽然内存里面的数据已经丢失，但是依然可以通过日志信息恢复当初内存里面的数据信息，并且都是顺序写，速度非常快。当 memtable 写入文件 SSTable 后，这个 log 文件的内容就不再需要了。而新的 memtable 会有新的 log 文件对应。
