基本架构:一个键值数据库包含什么?

168 阅读3分钟

持续创作,加速成长!这是我参与「掘金日新计划 · 10 月更文挑战」的第4天,点击查看活动详情


可以存哪些数据?

对于键值数据库而言,基本的数据模型是 key-value 模型。 例如,“hello”: “world”就是一个基本的 KV 对,其中,“hello”是 key,“world”是 value。SimpleKV 也不例外。在 SimpleKV 中,key 是 String 类型,而 value 是基本数据类型,例如 String、整型等。

但是,SimpleKV 毕竟是一个简单的键值数据库,对于实际生产环境中的键值数据库来说,value 类型还可以是复杂类型。

不同键值数据库支持的 key 类型一般差异不大,而 value 类型则有较大差别。我们在对键值数据库进行选型时,一个重要的考虑因素是它支持的 value 类型。例如,Memcached 支持的 value 类型仅为 String 类型,而 Redis 支持的 value 类型包括了 String、哈希表、列表、集合等。Redis 能够在实际业务场景中得到广泛的应用,就是得益于支持多样化类型的 value。

可以对数据做什么操作?

知道了数据模型,接下来,我们就要看它对数据的基本操作了。SimpleKV 是一个简单的键值数据库,因此,基本操作无外乎增删改查。

我们先来了解下 SimpleKV 需要支持的 3 种基本操作,即 PUT、GET 和 DELETE。

  • PUT:新写入或更新一个 key-value 对;
  • GET:根据一个 key 读取相应的 value 值;
  • DELETE:根据一个 key 删除整个 key-value 对。

需要注意的是,有些键值数据库的新写 / 更新操作叫 SET。新写入和更新虽然是用一个操作接口,但在实际执行时,会根据 key 是否存在而执行相应的新写或更新流程。

image.png

采用什么访问模式?

访问模式通常有两种:一种是通过函数库调用的方式供外部应用使用,比如,上图中的 libsimplekv.so,就是以动态链接库的形式链接到我们自己的程序中,提供键值存储功能;另一种是通过网络框架以 Socket 通信的形式对外提供键值对操作,这种形式可以提供广泛的键值存储服务。在上图中,我们可以看到,网络框架中包括 Socket Server 和协议解析。

小结

至此,我们构造了一个简单的键值数据库 SimpleKV。可以看到,前面两步我们是从应用的角度进行设计的,也就是应用视角;后面四步其实就是 SimpleKV 完整的内部构造,可谓是麻雀虽小,五脏俱全。

SimpleKV 包含了一个键值数据库的基本组件,对这些组件有了了解之后,后面在学习 Redis 这个丰富版的 SimpleKV 时,就会轻松很多。

为了支持更加丰富的业务场景,Redis 对这些组件或者功能进行了扩展,或者说是进行了精细优化,从而满足了功能和性能等方面的要求。

image.png