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深入了解MongoDB是如何存儲數據的

時間:2024-03-26 14:42作者:下載吧人氣:23

前言

本文主要介紹了關于MongoDB存儲數據的相關內容,分享出來供大家參考學習,下面來一起看看詳細的介紹:

想要深入了解MongoDB如何存儲數據之前,有一個概念必須清楚,那就是Memeory-Mapped Files。

Memeory-Mapped Files

下圖展示了數據庫是如何跟底層系統打交道的。

  • 內存映射文件是OS通過mmap在內存中創建一個數據文件,這樣就把文件映射到一個虛擬內存的區域。
  • 虛擬內存對于進程來說,是一個物理內存的抽象,尋址空間大小為2^64
  • 操作系統通過mmap來把進程所需的所有數據映射到這個地址空間(紅線),然后再把當前需要處理的數據映射到物理內存(灰線)
  • 當進程訪問某個數據時,如果數據不在虛擬內存里,觸發page fault,然后OS從硬盤里把數據加載進虛擬內存和物理內存
  • 如果物理內存滿了,觸發swap-out操作,這時有些數據就需要寫回磁盤,如果是純粹的內存數據,寫回swap分區,如果不是就寫回磁盤。

深入了解MongoDB是如何存儲數據的

MongoDB的存儲模型

深入了解MongoDB是如何存儲數據的

  • 有了內存映射文件,要訪問的數據就好像都在內存里面,簡單化了MongoDB訪問和修改數據的邏輯
  • MongoDB讀寫都只是和虛擬內存打交道,剩下都交給OS打理
  • 虛擬內存大小=所有文件大小+其他一些開銷(連接,堆棧)
  • 如果journal開啟,虛擬內存大小差不多翻番
  • 使用MMF的好處1:不用自己管理內存和磁盤調度2:LRU策略3:重啟過程中,Cache依然在。
  • 使用MMF的壞處1:RAM使用會受磁盤碎片的影響,高預讀也會影響2:無法自己優化調度算法,只能使用LRU

深入了解MongoDB是如何存儲數據的

深入了解MongoDB是如何存儲數據的

深入了解MongoDB是如何存儲數據的

  • 磁盤上的文件是有extent構成,分配集合空間的時候也是以extent為單位進行分配的
  • 一個集合有一個或者多個etent
  • ns文件里面命名空間記錄指向那個集合的第一個extent

數據文件與空間分配

當創建數據庫時(其實MongoDB沒有顯式創建數據庫的方法,在向數據庫中的集合寫入數據時會自動創建該數據庫),MongoDB會在磁盤上分配一組數據文件,所有集合,索引和數據庫的其他元數據都保存在這些文件里。數據文件被放在啟動時指定的dbpath里,默認放入/data/db下面。典型的一個文件組織結構如下:

$ cat /data/db
$ ls -al
-rw——- 1 root root 16777216 09-18 00:54 local.ns
-rw——- 1 root root 67108864 09-18 00:54 local.0
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 00:55 local.1
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 00:56 local.2
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 00:57 local.3
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 00:58 local.4
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 00:59 local.5
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:01 local.6
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:02 local.7
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:03 local.8
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:04 local.9
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:05 local.10
-rw——- 1 root root 16777216 09-18 01:06 test.ns
-rw——- 1 root root 67108864 09-18 01:06 test.0
-rw——- 1 root root 134217728 09-18 01:06 test.1
-rw——- 1 root root 268435456 09-18 01:06 test.2
-rw——- 1 root root 536870912 09-18 01:06 test.3
-rw——- 1 root root 1073741824 09-18 01:07 test.4
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:07 test.5
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:09 test.6
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:11 test.7
-rw——- 1 root root 2146435072 09-18 01:13 test.8

-rwxr-xr-x 1 root root 6 09-18 13:54 mongod.lock
drwxr-xr-x 2 root root 4096 11-13 18:39 journal
drwxr-xr-x 2 root root 4096 11-13 19:02 _tmp

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