存储&数据库 | 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 15 天。

存储系统

概念: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

  • 作为后端软件的底座,性能敏感
  • 存储系统软件架构,容易受硬件影响
  • 存储系统代码,既“简单”又“复杂”

数据从应用到存储介质

  • 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

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

RAID优点:高性能/高性价比/高可靠性

RAID 0

  • 多块磁盘简单组合
  • 数据条带化存储,提高磁盘带宽
  • 没有额外的容错设计

RAID 1

  • —块磁盘对应一块额外镜像盘
  • 真实空间利用率仅50%
  • 容错能力强

RAID 0+1

  • 结合了RAIDO和 RAID 1
  • 真实空间利用率仅50%
  • 容错能力强,写入带宽好

关系

  • 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
  • 关系代数=对关系作运算的抽象查询语言
  • SQL = 一种DSL = 方便人类阅读的关系代数表达形式

关系型数据库特点

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

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

非关系型数据库特点

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

  • 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

结构化数据管理

一条用户注册数据——写入关系型数据库,以表形式管理——写入文件,自行定义管理结构

事务能力

凸显出数据库支持「事务」的优越性

事务具有:

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

总结

存储系统

  • 块存储:存储软件栈里的底层系统,接口过于朴素
  • 文件存储:日常使用最广泛的存储系统,接口十分友好,实现五花八门
  • 对象存储:公有云上的王牌产品, immutable语义加持
  • key-value存储:形式最灵活,存在大量的开源/黑盒产品

数据库系统 关系型数据库:基于关系和关系代数构建的,一般支持事务和SQL访问,使用体验友好的存储产品 非关系型数据库:结构灵活.访问方式灵活,针对不同场景有不同的针对性产品