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內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)以及常用的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)!

內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)是以?xún)?nèi)存為主要存儲(chǔ)介質(zhì)的數(shù)據(jù)庫(kù),它將數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中直接操作。傳統(tǒng)的磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù),需要頻繁訪問(wèn)磁盤(pán),但受磁頭的機(jī)械移動(dòng)和系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間等影響,當(dāng)訪問(wèn)的數(shù)據(jù)量很大,且操作頻繁時(shí),基于磁盤(pán)的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)受到很大影響。

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內(nèi)存的讀寫(xiě)速度,相比較于磁盤(pán)高出幾個(gè)數(shù)量級(jí),例如:雙通道DDR3—1333內(nèi)存,可以達(dá)到9300 MB/s(兆字節(jié)每秒,指每秒傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)量),一般磁盤(pán)約為150 MB/s(兆字節(jié)每秒)。隨機(jī)訪問(wèn)時(shí)間更是以毫秒計(jì),一般磁盤(pán)約10 ms(毫秒),而雙通道DDR3—1333內(nèi)存,可以達(dá)到0.05 ms(毫秒)。


因此,內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)大的特點(diǎn)就是“性能好、速度快”,它能提高應(yīng)用的性能,更有效地使用CPU周期和內(nèi)存。


內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)拋棄了“磁盤(pán)數(shù)據(jù)管理”的傳統(tǒng)方式,基于全部數(shù)據(jù)都在內(nèi)存中重新設(shè)計(jì)了體系結(jié)構(gòu),并且在“數(shù)據(jù)緩存、快速算法、并行操作”方面也進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),所以?xún)?nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理速度,要比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)處理速度快很多(一般都在10倍以上)。內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的大特點(diǎn)是,其“主拷貝”或“工作版本”常駐內(nèi)存,即活動(dòng)事務(wù)只與實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)存拷貝打交道。由于內(nèi)存在系統(tǒng)中是稀缺的資源,內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的容量大小受物理內(nèi)存的限制,因此內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)中所管理的數(shù)據(jù),通常只有“熱點(diǎn)”或者“高頻數(shù)據(jù)”,而不是全部數(shù)據(jù)。同時(shí),內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)也會(huì)被要求根據(jù)靈活的策略與磁盤(pán)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)同步。


內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)如下:


1、 采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)冗余小,易擴(kuò)充,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。

2、 具有較高的數(shù)據(jù)和程度獨(dú)立性,數(shù)據(jù)庫(kù)的獨(dú)立性有“物理獨(dú)立性”和“邏輯獨(dú)立性”。

3、 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶(hù)提供了方便的用戶(hù)接口。

4、 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)提供4個(gè)方面的數(shù)據(jù)控制功能,分別是“并發(fā)控制、恢復(fù)、完整性和安全性。數(shù)據(jù)庫(kù)中的各個(gè)應(yīng)用程序所使用的數(shù)據(jù),由數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一規(guī)定,按照一定的數(shù)據(jù)模型組織和建立,由系統(tǒng)統(tǒng)一管理和集中控制。

5、 系統(tǒng)的靈活性非常好。


常用的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)有哪些?


1、 Memcached


Memcached是一種基于Key—Value的開(kāi)源緩存服務(wù)器系統(tǒng),主要用做數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)高速緩沖,并不能完全稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)。Memcached具有多種語(yǔ)言的客戶(hù)端開(kāi)發(fā)包,包括:Perl、PHP、Java、C、Python、Ruby、C#。


內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)特點(diǎn)以及常用的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)!


Memcached的API(應(yīng)用程序編程接口),使用32位循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC—32)計(jì)算鍵值后,將文件分散在不同的機(jī)器上。當(dāng)表格滿(mǎn)了以后,接下來(lái)新增的文件會(huì)以“LRU”機(jī)制替換掉。由于Memcached通常只是當(dāng)做“緩存系統(tǒng)”使用,所以使用Memcached的應(yīng)用程序,在寫(xiě)回較慢的系統(tǒng)時(shí)(像是后端的數(shù)據(jù)庫(kù)),需要額外的程序更新Memcached內(nèi)的文件。


Memcached的守護(hù)進(jìn)程是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的,客戶(hù)端可以用任何語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě),并通過(guò)Memcached協(xié)議與守護(hù)進(jìn)程通信。但是Memcached并不提供冗余(例如,復(fù)制其Hashmap條目);當(dāng)某個(gè)服務(wù)器S停止運(yùn)行或崩潰,所有存放在S上的“鍵/值對(duì)”都將丟失。


2、 Redis


Redis是一個(gè)Key—Value存儲(chǔ)系統(tǒng),和Memcached類(lèi)似,它支持存儲(chǔ)的值類(lèi)型相對(duì)更多,包括“String(字符串)、List(鏈表)、Set(集合)、ZSet(順序集合)和Hash(哈希類(lèi)型)”。


與Memcached一樣,Redis為了保證效率,數(shù)據(jù)都是緩存在內(nèi)存中。兩者的區(qū)別是,Redis會(huì)周期性地把更新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán),或者把修改操作寫(xiě)入追加的記錄文件,并且在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了“主從同步”。主從同步是指數(shù)據(jù)可以從“主服務(wù)器”向任意數(shù)量的“從服務(wù)器”上同步,“從服務(wù)器”可以是關(guān)聯(lián)其他“從服務(wù)器”的主服務(wù)器。


Redis的出現(xiàn),很大程度上彌補(bǔ)了Memcached這類(lèi)“Key—Value”存儲(chǔ)的不足。它在部分場(chǎng)合可以對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)起到很好的補(bǔ)充作用。


3、 MongoDB


MongoDB是一個(gè)基于分布式文件存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù),由C++語(yǔ)言編寫(xiě),旨在為Web應(yīng)用提供可擴(kuò)展性的高性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案。


MongoDB是一個(gè)介于“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)”與“非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)”之間的產(chǎn)品,它是“非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)”當(dāng)中功能最豐富、與“關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)”最接近的。它支持的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)非常松散,是類(lèi)似于json的Bson格式,因此可以存儲(chǔ)比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類(lèi)型。


MongoDB大的特點(diǎn)是,支持的查詢(xún)語(yǔ)言非常強(qiáng)大,其語(yǔ)法類(lèi)似于面向?qū)ο蟮牟樵?xún)語(yǔ)言,幾乎可以實(shí)現(xiàn)類(lèi)似“關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)單表查詢(xún)”的絕大部分功能,而且還支持對(duì)數(shù)據(jù)建立索引。


MongoDB也可以作為內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)使用,它有一個(gè)非??岬脑O(shè)計(jì),就是可以使用“內(nèi)存映射文件”來(lái)處理對(duì)磁盤(pán)文件中數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)請(qǐng)求。也就是說(shuō),MongoDB并不對(duì)內(nèi)存和磁盤(pán)這兩者進(jìn)行區(qū)別對(duì)待,只是將文件看作是一個(gè)巨大的數(shù)組,然后以字節(jié)為單位,訪問(wèn)其中的數(shù)據(jù),剩下的交由操作系統(tǒng)去處理。正是這個(gè)設(shè)計(jì)決策,才使得MongoDB可以無(wú)需任何修改,就能夠運(yùn)行于內(nèi)存之中。

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