这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第15 天

今天学习了数据库存储的相关内容。

经典案例

潜在的问题

• 数据库怎么保证数据不丢？
• 数据库怎么处理多人同时修改的问题？
• 为什么用数据库，除了数据库还能存到别的存储系统吗？
• 数据库只能处理结构化数据吗？
• 有哪些操作数据库的方式，要用什么编程语言？

存储&数据库简介

什么是存储系统？

一个提供了读写、控制类接口，能够安全有效地把数据持久化的软件，就可以称为存储系统。

系统特点

存储器层级结构

数据怎么从应用到存储介质

• 缓存：很重要，贯穿整个存储体系
• 拷贝：很昂贵，应该尽量减少
• 硬件设备五花八门，需要有抽象统一的接入层

RAID技术

单机存储怎么做到高性能/高性价比/高可靠性？

R(edudant)A(array)ofI(nexpensive)D(isks)

RAID出现的背景：

• 单块大容量磁盘的价格 > 多块小容量磁盘
• 单块磁盘的写入性能 < 多块磁盘的并发写入性能
• 单块磁盘的容错能力 有限，不够安全

数据库

关系型数据库是存储系统，但是在存储之外，又发展出其他能力。

非关系型数据库也是存储系统，但是一般不要求严格的结构化。

数据库VS经典存储

凸显出数据库支持事务的优越性 事务具有：

• Atomicity，事务内的操作要么全做，要么不做
• Consisitency，事务执行前后，数据状态是一致的
• Isolation，可以隔离多个并发事务，避免影响
• Durability，事务一旦提交成功，数据保持持久性

数据库使用方式

以SQL为例，要操作数据时，支持以下操作：

• Insert
• Update
• Select
• Delete
• Where子句
• GroupBy
• OrderBy

要对数据定义做修改时，支持以下操作：

• Create user
• Create database
• Create table
• Alter table
• ......

主流产品剖析

单机关系型数据库

商业产品 Oracle 称王，开源产品 MySQL & PostgreSQL 称霸

关系型数据库的通用组件：

• Query Engine：负责解析query，生成查询计划

• Txn Manager：负责事务并发管理

• Lock Manager：负责锁相关的策略

• Storage Engine：负责组织内存/磁盘数据结构

• Replication：负责主备同步

关键内存数据结构：

• B-Tree
• B+Tree
• LRU List等

关键磁盘数据结构：

WriteAheadLog（RedoLog）

Page

单机非关系型数据库

MongoDB、Redis、Elasticsearch三足鼎立

• 关系型数据库一般直接使用SQL交互，而非关系型数据库交互方式各不相同
• 非关系型数据库的数据结构千奇百怪，没有关系约束后，schema相对灵活
• 不管是否关系型数据库，大家都在尝试支持SQL（子集）和”事务“

分布式数据库

解决容量问题

解决弹性问题

解决性价比问题

更多需要做的