这是我参与「第五届青训营」伴学笔记创作活动的第8天。今天学习的是存储和数据库相关知识。
数据持久化的过程是先校验数据的合法性，符不符合规范；然后修改内存，用高效的数据结构组织数据；最后以性能高效和对硬件友好的方式将数据写入存储介质。存储系统的特点是：作为后端软件底座，性能敏感；软件架构容易受硬件影响；存储系统代码既简单又复杂，简单是指语法较为符合自然语言，复杂是指代码后的操作十分复杂。单机存储系统的常用技术是RAID技术。它将多块磁盘简单组合，数据条带化存储，提高磁盘带宽，一块磁盘对应一块额外镜像盘，虽然真实空间利用率仅0.5，但容错能力强。数据库主要分为关系型数据库和非关系型数据库。关系型数据库是存储系统，但存储之外，又有对结构化数据友好，支持事务和支持复杂查询语言的特点。
单机存储是单个计算机节点上的存储软件系统，一般不涉及网络交互，主要有本地文件系统和key-value存储。本地文件系统经典的是Linux文件系统。文件系统的管理单元是文件。文件系统繁多，如Ext2/3/4，sysfs，rootfs等，但都遵循VFS的统一抽象接口。Linux文件系统的两大数据结构是lndex Node和Directory Entry。lndex Node记录文件元数据， 如id、大小、权限、磁盘位置等；inode是一个文件的唯一标识，会被存储到磁盘上；inode的总数在格式化文件系统时就固定了。Directory Entry记录文件名、inode指针，层级关系(parent)等；dentry是内存结构,与inode的关系是N:1。key-value存储的常见数据结构是LMS-Tree，某种程度上牺牲读写性能，追求写入性能。分布式存储是在单机存储基础上实现分布式协议，涉及大量网络交互，主要有分布式文件系统和分布式对象存储。单机数据库是单个计算机节点上的数据库系统，事务在单机内执行，也可能通过网络交互实现分布式事务。
