LevelDB 源码剖析1 -- 原理

       LSM-Tree，全称Log-Structured Merge Tree，码行被广泛应用于数据库系统中，码行如HBase、码行Cassandra、码行LevelDB和SQLite，码行秘密潜入源码甚至MongoDB 3.0也引入了可选的码行LSM-Tree引擎。这种数据结构旨在提供优于传统B+树或ISAM（Indexed Sequential Access Method）方法的码行写入吞吐量，通过避免随机的码行本地更新操作实现。

       LSM-Tree的码行核心思想基于磁盘性能的特性：随机访问速度远低于顺序访问，三个数量级的码行差距。因此，码行简单地将数据附加至文件尾部（日志或堆文件策略）可以提供接近理论极限的码行写入吞吐量。尽管这种方法足够简单且性能良好，码行但它有一个明显的码行缺点：从日志中随机读取数据需要花费更多时间，因为需要按时间顺序从近及远扫描日志直至找到所需键。因此，日志策略仅适用于简单的数据访问场景。

       为了应对更复杂的AIDE改源码读取需求，如基于键的搜索、范围搜索等，LSM-Tree引入了一种改进策略，通过创建一系列排序文件来存储数据，每次写入都会生成一个新的文件，同时保留了日志系统优秀的写性能。在读取数据时，系统会检查所有文件，并定期合并文件以减少文件数量，从而提高读取性能。

       在LSM-Tree的基本算法中，写入数据按照顺序保存到一组较小的排序文件中。每个文件代表了一段时间内的数据变更，且在写入前进行排序。内存表作为写入数据的缓冲区，用于保持键值的顺序。当内存表填满后，已排序的虹膜检测源码数据刷新到磁盘上的新文件。系统会周期性地执行合并操作，选择一些文件进行合并，以减少文件数量和删除冗余数据，同时维持读取性能。

       读取数据时，系统首先检查内存缓冲区，若未找到目标键，则以反向时间顺序检查各个文件，直到找到目标键。合并操作通过定期将文件合并在一起，控制文件数量和读取性能，即使文件数量增加，读取性能仍可保持在可接受范围内。通过使用内存中保存的页索引，可以优化读取操作，尤其是在文件末尾保留索引块，这通常比直接二进制搜索更高效。

       为了减少读取操作时访问的酒店iptv源码文件数量，新实现采用了分级合并（Leveled Compaction），即基于级别的文件合并策略。这不仅减少了最坏情况下需要访问的文件数量，还减少了单次压缩的副作用，同时提供更好的读取性能。分级合并与基本合并的主要区别在于文件合并的策略，这使得工作负载扩展合并的影响更高效，同时减少总空间需求。

hbase特性有哪些

高性能的数据写入

       HBase具有非常强的数据写入性能。其基于LSM树结构，数据被随机地分布在整个集群的多个节点上，这使得数据写入时能够并行处理，大大提高了写入性能。同时，HBase支持大量的并发写入操作，使得它在大数据环境下表现优异。

灵活的表结构设计

       HBase是一个非关系型的数据库，它的yii文档源码表结构非常灵活。每个表可以拥有多个列族，每个列族下的数据可以有不同的存储特性。这种灵活性使得HBase能够适应各种类型的数据存储需求，同时也方便了对数据的扩展和管理。

强大的可扩展性

       HBase是基于Hadoop的分布式文件系统HDFS构建的，具有天然的分布式特性。通过增加节点的方式，HBase可以很容易地扩展其存储能力和处理能力。这使得HBase能够在处理海量数据的同时保持高性能。

快速的数据检索

       虽然HBase是一个面向列的数据库，但它的查询性能同样出色。HBase支持高效的范围查询和基于列属性的查询，可以快速定位到特定的数据行。同时，由于数据的分布式存储和处理，即使在大量数据中查询，也能保持较高的效率。

高可用性

       HBase支持集群部署，数据可以在多个节点上进行备份和复制。即使部分节点出现故障，也能保证数据的可用性和系统的稳定运行。这种高可用性使得HBase在大数据处理中非常可靠。而且由于其开放源代码的特性，任何开发者都可以对HBase进行开发和优化，使其更加适应各种应用场景的需求。

详解flink中Look up维表的使用

       背景

       在流式计算领域，维表是一种常用概念，主要用于SQL的JOIN操作，以实现对流数据的补充。比如，我们的数据源stream是订单日志，日志中仅记录了订单商品的ID，缺乏其他信息。但在数据分析时，我们需要商品名称、价格等详细信息，这时可以通过查询维表对数据进行补充。

       维表通常存储在外部存储中，如MySQL、HBase、Redis等。本文以MySQL为例，介绍Flink中维表的使用。

       LookupableTableSource

       Flink提供LookupableTableSource接口，用于实现维表功能。通过特定的key列查询外部存储，获取相关信息，以补充stream数据。

       LookupableTableSource有三个方法

       在Flink中，实现LookupableTableSource接口的主要有四个类：JdbcTableSource、HBaseTableSource、CsvTableSource和HiveTableSource。本文以JDBC为例，讲解如何进行维表查询。

       实例讲解

       以下是一个示例，首先定义stream source，使用Flink 1.提供的datagen生成数据。

       我们模拟生成用户数据，范围在1-之间。

       datagen具体的使用方法请参考：

       聊聊Flink 1.中的随机数据生成器-DataGen connector

       然后创建一个MySQL维表信息：

       该MySQL表中样例数据如下：

       最后执行SQL查询，流表关联维表：

       结果示例如下：

       对于维表中存在的数据，已关联出来，对于维表中不存在的数据，显示为null。

       完整代码请参考：github.com/zhangjun0x...

       源码解析JdbcTableSource

       以JDBC为例，看看Flink底层是如何实现的。

       JdbcTableSource#isAsyncEnabled方法返回false，即不支持异步查询，因此进入JdbcTableSource#getLookupFunction方法。

       最终构造一个JdbcLookupFunction对象。

       JdbcLookupFunction

       接下来看看JdbcLookupFunction类，它是TableFunction的子类，具体使用可参考以下文章：

       Flink实战教程-自定义函数之TableFunction

       TableFunction的核心是eval方法，在该方法中，主要工作是使用多个keys拼接成SQL查询数据，首先查询缓存，缓存有数据则直接返回，缓存无数据则查询数据库，并将查询结果返回并放入缓存。下次查询时，直接查询缓存。

       为什么要加缓存？默认情况下不开启缓存，每次查询都会向维表发送请求，如果数据量较大，会给存储维表的系统造成压力。因此，Flink提供了LRU缓存，查询维表时，先查询缓存，缓存无数据则查询外部系统。如果某个数据查询频率较高，一直被命中，则无法获取新数据。因此，缓存需要设置超时时间，超过这个时间则强制删除该数据，查询外部系统获取新数据。

       如何开启缓存？请参考JdbcLookupFunction#open方法：

       即cacheMaxSize和cacheExpireMs需要同时设置，构造缓存对象cache来缓存数据。这两个参数对应的DDL属性为lookup.cache.max-rows和lookup.cache.ttl。

       对于具体的缓存大小和超时时间的设置，用户需要根据自身情况自行定义，在数据准确性和系统吞吐量之间进行权衡。