这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 15 天

带你认识存储的本质 - 状态

数据库

数据库关心的问题

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

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。

关系 (Relation)

Edgar.F.Codd于1970年提出 [关系模型]
关系代数 = 对关系作运算的抽象查询语言
关系 = 集合 =任意元素组成的若干有序偶对反应了事物间的关系
SOL = 一种DSL = 方便人类阅读的关系代数表达形式
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

存储 & 数据库简介

• 存储系统概览

  • 存储系统特点
  • 存储器层级结构
  • 单机存储栈
  • RAID技术

• 数据库系统概览

  • 关系型数据库特点
  • 非关系型数据库特点
  • 数据库 vs 经典存储
  • 数据库使用方式

主流产品剖析

• 单机存储产品

  • 单机文件系统
  • 单机key-value存储

• 分布式存储产品

  • HDFS
  • Ceph

• 单机数据库产品

  • 关系型数据库 —— PG、MySQL
  • 非关系型数据库 —— ES、MongoDB、Redis
  • Elasticsearch使用案例

• 分布式数据库产品

  • 问题与挑战
  • 解决方案

新技术演进

• SPDK
• 人工智能
• 新硬件加速

课后作业

• 写入存储系统的粒度太大，会不会导致数据原子性问题？例如一次性写100MB，如果系统突然crash，会不会只有一部分数据持久化了，另一部分丢失了？如果要解决原子性问题，一般会设计什么机制？

• 在从应用程序到存储介质的链路上，无论读还是写，数据可能要被拷贝好几次，这几次拷贝能不能去掉？如果我们去掉大部分拷贝操作，会有什么副作用，要怎么缓解副作用？

• 一个关系型数据库大概率是会被并发访问的，如果要保证并发安全，除了在行数据上加悲观锁还有其他方式吗？

• 在数据库领域，把数据按行存和按列存各有好处，你能从性能优先的角度设计出一种混合存储格式吗？