你不知道的LevelDB.docx

你不知道的LevelD导读：你也许没听说过LevelDB，但是你一定应该听过Bigtableo简单说,LevelDB = Bigtable 单机版，谷歌大神 Jeff Dean 与 Sanjay Ghemawat 开发并开源。LevelDB的诞生过程LevelDB就是一种为分布式而生的键值数据库。Google在分布式系统领域一直走在当今世界的前沿。早在2004年，Google开始研发一种结构化的分布式存储系统，该分布式存储系统可扩展至PB级别的数据和数千台机器,这一系统就是后来风靡全球的Bigtable。Bigtable性能强悍，具有高扩展性与高可用性，在Google内部已应用到60多个产品与项目，比如Google Earth 和 Google Analyticso 目前 Bigtable 是公认为的 Google 三大核心技术之一（另外两个分别为GFS与MapReduce ）2006 年，Google 发表了一篇论文Bigtable: A Distributed Storage Systemfor Structured Datao这篇论文公布了 Bigtable的具体实现方法（包括基本原理与技术架构），从而揭开了 Bigtable的技术面纱。Bigtable虽然也有行、歹人表的概念，但不同于传统的关系数据库，从本质上讲，它是一个稀疏的、分布式的.持久化的.多维的排序犍值映射。虽然Google公布了 Bigtable的实现论文，但Google产品中所使用的Bigtable依赖于Google其他项目所开发的未开源的库,Google 一直没有将Bigtable的代码开源。然而这一切在2011年迎来了转机。Sanjay Ghemawat和Jeff Dean这两位来自Google的重量级工程师，为了能将Bigtable的实现原理与技术细节分享给大众开发者,于2011年基于Bigtable的基本原理，采用C + +开发了一个高性能的键-值数据库一一LevelDBo由于没有历史的产品包袱，LevelDB结构简单，不依赖于任何第三方库，具有很好的独立性，虽然其有针对性地对Bigtable进行了一定程度的简化，然而Bigtable的主要技术思想与数据结构均在LevelDB予以体现了。因此LevelDB可看作Bigtable的简化版或单机版。LevelDB诞生时，源码托管在Google自家的源码管理平台,后来迁移到目前最流行的开源社区 GitHub 上（ ）。经过多年的发展，LevelDB已成为GitHub上关注人数较多的C + +开源项目之一。截至目前（2021年1月）XevelDB发布的稳定版为1.22。在Google产品线中,Chrome浏览器中涉及的IndexedDB （基于HTML5 API的数据库），就是基于LevelDB构建而成的。Riak分布式数据库也采用LevelDB作为其节点的存储引擎。LevelDB的性能分析在LevelDB的源码中，笔者写了 一段用于测试LevelDB性能的代码（db_bench.cc ）。经过编译后，生成用于性能测试的可执行程序db_bencho通过运行该性能测试程序，用户能直观地了解LevelDB在海量数据读写方面的性能。可为测试程序db_bench指定相关测试参数，也可以选择默认参数。db.bench在默认的测试参数下读写百万级别的数据时，每一个数据的key占用16字节，value占用100字节（启用压缩后,value占用50字节,即压缩率为50% ）。db.bench主要针对读与写两个方面进行测试。写性能测试项具体如下。Fillseq :以顺序写的方式创建一个新的数据库。Fillrandom :以随机写的方式创建一个新的数据库。Overwrite :以随机写的方式更新数据库中某些存在的key的数据。Fillsync :每一次写操作，均将数据同步写到磁盘中才算操作完成；而对于上述3种其他的写操作，只是将需要写的数据送入操作系统的缓冲区就算成功。读性能测试项具体如下。Readrandom :以随机的方式进行查询读。Readseq :按正向顺序读。Readreverse :按逆向顺序读。在终端中输入命令执行db.bench ,测试程序即可进行相应的读写操作,并记录相应的性能数据。$ /db_bench针对上述的几个测试项，表1-1对比了 LevelDB官方发布的与笔者实际测试的结果。两者硬件测试环境不同，因而相应测试项的数据也不相同。但总体而言，可以得知LevelDB读写性能的优异。表1-1 LevelDB测试数据测试项官方结果'（”/op）笔者测试（us/op）Fillseq1.73.263Fillsync268.40955.34Fillrandom2.464.115Overwirte2.384.242Readrandom16.6774.306Readseq0.4760.194Readreverse0.7240.348 LevelDB 官方测试平台为 CPU ： 4 x Intel ( R) Core (TM) 2 Quad CPU Q66(X) 2.40GHz, CPUCache ：4096 KB 笔者采用的硬盘测试平台为 15 寸 MacBook Pro with Retina 2015 ( CPU ： Intel Core i7 2.2GHz ： 16GB内存，256GB SSD硬盘)此外 为了更好地测试比较LevelDB的实际性能，Google的工程师也将LevelDB与另外两种数据库(SQLite3和Kyoto TreeDB )进行了对比。经过测试证明，LevelDB相较于另外两种数据库，无论是在基本操作环境下，还是在某些特定配置环境下，均具有非常优秀的读写性能。具体测试结果，可以参见源码中的leveldb/doc/benchmark.htmlo-END -