存储的本质 - 状态 | 青训营笔记

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这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 12 天

经典案例

数据的产生

数据的流动

数据的持久化

经典案例存在的问题

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

存储系统特点

  • 性能敏感
  • 既“简单”又“复杂”
  • 容易受硬件影响
  • 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

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

关系型数据库

  • 结构化数据友好
  • 支持事务(ACID)
  • 支持复杂查询语言

非关系型数据库

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:

  • 版结构化数据友好
  • 可能支持事务(ACID)
  • 可能支持复杂查询语言

事务特性

  • (A)Atomicity,事务内的操作要么全做,要么不做
  • (C)Consistency,事务执行前后,数据状态是一致的
  • (I)Isolation,可以隔离多个并发事务,避免影响
  • (D)Durability,事务一旦提交成功,数据保证持久性

Key-Value 单机存储系统

常见数据结构:LSM-Tree, 某种程度上牺牲读性能,追求写入性能。

分布式存储系统

HDFS 核心特点:

  • 支持海量数据存储
  • 高容错性
  • 弱 POSIX 语义
  • 使用普通 x86 服务器,性价比高

核心特点:

  • 一套系统支持对象接口、块接口、文件接口、但一切皆是对象
  • 数据写入采用主备复制模型
  • 数据分布模型采用CRUSH(HASH+权重+随机抽签)算法

单机数据库-关系型数据库

常见的有 Oracle、MySQL、PostgreSQL 等

单机数据库-非关系型数据库

  • MongoDB
  • Redis
  • Elasticsearch

分布式数据库

  • 容量
  • 弹性
  • 性价比