这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 15 天

数据持久化

• 数据流动：用户注册数据→后端服务器→数据库（数据的持久化）↔其他系统（如一些非存储系统）
• 如何持久化：校验数据的合法性（如验证数据是否存在）→修改内存（用高效的数据结构组织数据）→写入存储介质（以寿命和性能友好的方式写入硬件）

存储系统概览

• 存储系统

  一个提供读写、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

• 存储系统特点

  • 作为后端软件的底座，性能比较敏感
  • 存储系统软件架构，容易受硬件影响→会根据存储硬件对存储系统进行改进
  • 存储系统代码，既“简单”又“复杂”

• 存储器层级结构

  

• 单机存储栈

  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

  • Redundant Array of Inexpensive Disks

  • 出现背景：

    • 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

  • RAID0：追求性能，没有额外的容错设计

  • RAID1：追求容错，空间利用率仅50%

  • RAID0+RAID1：结合RAID0，RAID1，空间利用率50%，但结合了RAID0的并发，提高了性能

数据库系统概览

• 关系=集合=任意元素组成的若干有序偶对，即反映事物间的关联

• 关系型数据库

  • 特点

    • 是存储系统
    • 结构化数据友好
    • 支持事务（ACID），Atomicity（原子性）、Consistensy（一致性）、Isolation（隔离性）、Durability（持久性）
      • Atomicity（原子性）是指操作必须是一个不可分割的整体，或者在操作完成之前，不能被任何外部因素打断。这就意味着，当数据库正在执行某个操作时，不可能出现状态不一致的情况。Consistensy（一致性）指的是在一个数据库事务完成后，数据库中的所有数据都处于一致的状态，即使发生了故障，系统也能保持一致性。Isolation（隔离性）指的是在一个事务执行过程中，它的操作不会被其他事务的操作所影响，这就意味着多个事务可以同时进行，而不会互相影响。最后，Durability（持久性）指的是一个事务完成后，它所做的更改对系统来说是持久的，即使发生故障也不会丢失它所做的更改。
    • 支持复杂查询语言（如SQL）

• 非关系型数据库

  • 特点

    • 不要求严格的结构化
    • 半结构化数据友好
    • 可能支持事务（ACID）
    • 可能支持复杂查询语言

• 数据库vs经典存储

  • 写入关系型数据库，以表形式管理 vs 写入文件自行定义管理结构
  • 支持事务（ACID） vs 不支持事务
  • 复杂查询灵活简洁 vs 复杂查询僵化复杂

• 数据库使用方式

  • Everything is Domain Specific Language → maybe SQL?