键值数据库根据什么建立索引的

文章目录

• 数据模型
• 操作接口
• 数据存储

• 内存
• 外存

• 基本架构

• 访问模块
• 索引模块
• 操作模块
• 重启恢复

• SimpleKV VS Redis

• 架构层
• 两大维度，三大主线

数据模型

键值数据库的基本数据模型是key-value模型。

• key：一般都是String类型
• value：不同的键值数据库一般区别在value

• Memcached的value为String类型
• Redis的value可以为String、哈希表、列表、集合等。

Redis因为支持更广泛的类型的value，而在实际场景中受到了更多的应用。

操作接口

三种基本操作

• PUT：写入或更新一个key-value对，有的叫SET
• GET：根据key获取value
• DELETE：根据key删除key-value对
• SCAN：根据一段key返回相应的value值

数据存储

内存

• 优点：速度快，百ns级别
• 缺点：一旦掉电，数据丢失

外存

• 优点：避免数据丢失
• 缺点：磁盘的慢速读写，几ms级别

缓存场景下的数据需要能快速访问但允许丢失，用于此场景的键值数据库通常采用内存保存键值数据。

基本架构

分为访问模块、操作模块、索引模块、存储模块四部分。

访问模块

• 通过函数库调用的方式供外部应用使用
• 通过网络框架以Socket通信的形式对外提供键值对操作

索引模块

通过索引让键值数据库通过key找到value的存储位置，进而执行操作。
索引的类型有哈希表、B+树、字典树等

• Memcached和Redis采用哈希表作为key-value索引
• RocksDB则采用跳表作为内存中key-value的索引

内存类键值数据库采用哈希表作为索引，键值数据基本都是保存在内存中的，内存的高性能随机访问特性可以很好的与哈希表O(1)的操作复杂度相匹配。

在Redis中，由于value存在不同的数据结构，所以需要二次定位，同时value也是一种高效的数据结构，提高定位效率。

操作模块

• GET、SCAN操作，根据value的存储位置返回value值即可
• PUT 一个新的键值对数据，为该键值分配内存空间
• DELETE删除键值对，释放内存空间，由分配器完成

重启恢复

通过持久化功能来提供重启恢复。将键值数据调用本地文件系统的操作接口保存在磁盘上，但是需要考虑保存时机

• 每个键值对，都落盘操作，每次都要写盘，所以性能影响较大
• 周期性落盘，有丢失数据的风险

SimpleKV VS Redis

架构层

两大维度，三大主线