1.leveldb簡介
leveldb是google兩位工程師實現(xiàn)的單機版k-v存儲系統(tǒng)喳张，具有以下幾個特點
- key和value都是任意的字節(jié)數(shù)組晰洒，支持內(nèi)存和持久化存儲
- 數(shù)據(jù)都是按照key排序
- 用戶可以重寫排序函數(shù)
- 包含基本的數(shù)據(jù)操作接口午绳，Put(key,value)袜硫，Get(key)，Delete(key)
- 多操作可以當成一次原子操作
- 用戶可以通過生成snapshot吟孙，使得讀取操作不受寫操作影響讨阻，讀取過程中看到最終數(shù)據(jù)一致性
- 支持迭代器對數(shù)據(jù)的操作
- 數(shù)據(jù)使用snappy自動壓縮
- 外部操作（如文件系統(tǒng)操作等）通過一個虛擬接口使用芥永，用戶可以對操作系統(tǒng)進行定制相應操作
2. leveldb局限性
- leveldb非關系型數(shù)據(jù)庫，不支持SQL查詢也不支持索引
- 同一時間只支持單進程(支持多線程)訪問db
- 不支持客戶端-服務器模型钝吮，用戶需要自己封裝
3. leveldb基本框架
LevelDb本質(zhì)上是一套存儲系統(tǒng)以及在這套存儲系統(tǒng)上提供的一些操作接口埋涧。為了便于理解整個系統(tǒng)及其處理流程，我們可以從兩個不同的角度來看待LevleDb：靜態(tài)角度和動態(tài)角度搀绣。從靜態(tài)角度飞袋，可以假想整個系統(tǒng)正在運行過程中（不斷插入刪除讀取數(shù)據(jù)），此時我們給LevelDb照相链患，從照片可以看到之前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在內(nèi)存和磁盤中是如何分布的巧鸭，處于什么狀態(tài)等；從動態(tài)的角度麻捻，主要是了解系統(tǒng)是如何寫入一條記錄，讀出一條記錄贸毕，刪除一條記錄的郑叠，同時也包括除了這些接口操作外的內(nèi)部操作比如compaction，系統(tǒng)運行時崩潰后如何恢復系統(tǒng)等等方面
leveldb做為存儲系統(tǒng)明棍，在整個系統(tǒng)運行過程中乡革，基本的框架如下所示
如圖所示，leveldb的存儲介質(zhì)分為內(nèi)存和磁盤兩種摊腋。內(nèi)存中有memtable和immutable memtable沸版；磁盤中有l(wèi)og文件,manifest文件，Current文件以及分level的sstable文件兴蒸；
1). 當用戶往db插入一條key-value數(shù)據(jù)的時候视粮，會先寫log文件，當寫log成功之后再把當前記錄寫到memtable中橙凳。為什么寫數(shù)據(jù)的時候要先寫log文件呢蕾殴，主要是因為新插入的數(shù)據(jù)會保存在內(nèi)存中笑撞，為了防止系統(tǒng)崩潰導致新插入數(shù)據(jù)丟失，因此要先寫log文件保證落地之后钓觉，再寫內(nèi)存茴肥。這樣即使系統(tǒng)崩潰了，也能夠從log中恢復出來荡灾。
2). memtable中的數(shù)據(jù)是可讀可寫炉爆，當memtable的數(shù)據(jù)量達到一個數(shù)據(jù)量之后。當前的memtable變成了immutable memtable卧晓，只讀不可修改。重新生成新的memtable和log文件赴捞，新來的數(shù)據(jù)寫到新的log和memtable中逼裆。
3). immutable memtable中的數(shù)據(jù)會被dump到磁盤中的sstable文件，磁盤中的sstable文件是有層級的赦政，第一層level0到第n層leveln...胜宇，每個level都有很多sstable文件，每個文件都是按照key排好序恢着。注意了level0和其它level不一樣桐愉，level0中的sstable文件的key有可能重復，其它level的sstable文件的key保證不會有重復掰派。
4). 由于每個level中有許多sstable文件从诲，每個sstable文件都有key range。所以需要一個文件來保存當前所有l(wèi)evel中sstabel的key range靡羡。manifest文件主要就是用來存儲每個level中的sstable的信息
5). 隨著系統(tǒng)不斷的運行系洛，每個level中的sstable文件可能會越來越多，這個時候db會自動把同一個level或者不同level中的sstable文件會進行merge略步。這個時候manifest就會發(fā)生變化描扯，因此我們需要一個Current文件來記錄當前最新的manifest文件。
