lsm-c7电子娱乐

基本概念：

• lsm - tree（log - structured merge - tree）即日志结构合并树，是一种用于存储和管理数据的数据结构，主要应用在数据库存储系统中，特别是一些需要处理高写入吞吐量的场景，如 nosql 数据库。
• 它的设计理念是将随机写入转化为顺序写入，以提高写入性能。因为在传统的磁盘存储中，顺序写入的速度要比随机写入快得多。

结构组成：

• memtable（内存表）：这是 lsm - tree 存储结构的最上层。新的数据首先会被写入到 memtable 中。memtable 通常是一个基于内存的有序数据结构，比如红黑树或者跳表。以跳表为例，它能够在内存中高效地维护数据的有序性。当有新的数据插入时，跳表可以快速地确定插入位置，并且插入操作的复杂度较低。
• sstables（sorted string tables）：当 memtable 达到一定的大小后，其数据会被刷新（flush）到磁盘上的 sstables。sstables 是存储在磁盘中的有序键值对集合，其内部的数据是按照键（key）进行排序的。sstables 并不是单个的大文件，而是一系列的文件，每个文件都有自己的范围（key 的区间）。例如，在一个存储用户信息的数据库中，可能会有一个 sstable 负责存储姓名以 a - f 开头的用户信息，另一个 sstable 存储姓名以 g - l 开头的用户信息等。

写入过程：

• 当有新的数据写入时，首先将数据插入到 memtable 中。一旦 memtable 已满或者达到一定的条件（如写入时间间隔、数据量阈值等），就会触发将 memtable 中的数据刷新到磁盘上的 sstable 中。这个过程是顺序写入磁盘，利用了磁盘顺序写入速度快的特点，从而提高了写入性能。
• 在将 memtable 数据写入 sstable 的过程中，会对数据进行排序和压缩，以减少磁盘空间的占用。例如，可能会对具有相同前缀的键值对进行合并，或者删除一些过期的数据（如果数据库支持数据过期策略）。

读取过程：

• 当进行数据读取时，系统首先会在内存中的 memtable 中查找数据。如果在 memtable 中没有找到，就会按照一定的顺序查找 sstables。由于 sstables 中的数据是按照键排序的，所以可以使用二分查找等高效的查找算法来定位数据所在的 sstable。
• 但是，因为数据可能分散在多个 sstables 中，而且可能存在数据更新后旧版本数据仍然存在于某些 sstables 中的情况，所以读取过程可能需要合并来自不同 sstables 的数据，以获取最新的结果。这种合并操作可能会增加读取的时间复杂度，但在很多情况下，通过合理的设计和优化，可以将这种影响控制在可接受的范围内。

合并过程：

• 随着时间的推移和数据的不断写入，磁盘上会产生多个 sstables。为了避免 sstables 数量过多导致读取性能下降和磁盘空间浪费，lsm - tree 会定期进行合并操作。
• 合并操作会选择一些相邻的 sstables（例如，键范围有重叠的 sstables），将它们合并成一个新的 sstable。在合并过程中，会删除重复的数据和过期的数据，并且对数据进行重新排序和压缩。这个过程可以优化磁盘空间的使用，并且在一定程度上提高读取性能，因为合并后的 sstable 包含的数据更加紧凑和有序。