RocksDB简介 #

应用程序
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键值存储引擎
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┌─────────────────┐
│ Key   │ Value   │
├───────┼─────────┤
│ key1  │ value1  │
│ key2  │ value2  │
│ key3  │ value3  │
└───────┴─────────┘

2011年  Google发布LevelDB
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2012年  Facebook开始基于LevelDB开发RocksDB
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2013年  RocksDB开源
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2015年  MyRocks项目启动
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2017年  RocksDB成为CNCF项目
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至今    RocksDB 8.x版本

写入流程
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┌─────────────┐
│   MemTable  │ ← 内存中的有序表
│   (跳表)     │
└──────┬──────┘
       │ 写满后刷盘
       ↓
┌─────────────┐
│  Immutable  │ ← 不可变内存表
│   MemTable  │
└──────┬──────┘
       │ 后台刷盘
       ↓
┌─────────────┐
│    Level 0  │ ← SST文件
├─────────────┤
│    Level 1  │
├─────────────┤
│    Level 2  │
├─────────────┤
│    ...      │
└─────────────┘

// 顺序写入，性能极高
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    db->Put(WriteOptions(), "key" + std::to_string(i), "value");
}

// 批量写入，原子性保证
WriteBatch batch;
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    batch.Put("key" + std::to_string(i), "value");
}
db->Write(WriteOptions(), &batch);

// 创建多个列族
ColumnFamilyHandle* cf1;
ColumnFamilyHandle* cf2;
db->CreateColumnFamily(ColumnFamilyOptions(), "cf1", &cf1);
db->CreateColumnFamily(ColumnFamilyOptions(), "cf2", &cf2);

// 不同列族数据隔离
db->Put(WriteOptions(), cf1, "key", "value_in_cf1");
db->Put(WriteOptions(), cf2, "key", "value_in_cf2");

Options options;
// 压缩配置
options.compression = CompressionType::kLZ4Compression;
// 块缓存配置
options.block_cache = NewLRUCache(1024 * 1024 * 1024); // 1GB
// 写缓冲区配置
options.write_buffer_size = 64 * 1024 * 1024; // 64MB
// Compaction配置
options.max_background_compactions = 4;

┌─────────────────────────────────────┐
│           数据库架构                │
├─────────────────────────────────────┤
│  SQL层 → 存储引擎接口 → RocksDB     │
│              ↓                      │
│           LSM-Tree                  │
└─────────────────────────────────────┘

区块链节点
    ├── 区块数据 → RocksDB
    ├── 交易数据 → RocksDB
    ├── 状态数据 → RocksDB
    └── 索引数据 → RocksDB

┌─────────────────────────────────────────┐
│              应用层                      │
├─────────────────────────────────────────┤
│              API层                       │
│  ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐   │
│  │   DB    │ │Iterator │ │Snapshot │   │
│  └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘   │
├─────────────────────────────────────────┤
│              核心组件                    │
│  ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐   │
│  │MemTable │ │  WAL    │ │ Version │   │
│  └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘   │
├─────────────────────────────────────────┤
│              存储层                      │
│  ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐   │
│  │  SST    │ │ Block   │ │ Filter  │   │
│  │  Files  │ │ Cache   │ │ Block   │   │
│  └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘   │
├─────────────────────────────────────────┤
│              文件系统                    │
└─────────────────────────────────────────┘

存储引擎技能需求（2024）
┌─────────────────────┐
│ 1. RocksDB    ████  │
│ 2. LevelDB    ██    │
│ 3. LMDB       █     │
│ 4. BoltDB     █     │
└─────────────────────┘

RocksDB学习
    ├── LSM-Tree原理
    ├── 键值存储设计
    ├── 性能优化
    └── 存储引擎开发

入门阶段
├── 了解LSM-Tree原理
├── 安装编译RocksDB
├── 基本API使用
└── 简单读写操作

进阶阶段
├── 迭代器和快照
├── 列族管理
├── 批量操作
└── 事务处理

高级阶段
├── 存储引擎原理
├── Compaction策略
├── 性能调优
└── 故障排查

专家阶段
├── 源码分析
├── 自定义扩展
├── 生产优化
└── 最佳实践