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存储

  • [Point] Sql
  • [Point] NoSql
  • [Point] 缓存
  • [Point] 数据一致性

简介

科班的同学可以了解一下数据库范式, 在 ElemeFe 面试不会问, 但是其他地方可能会问 (比如阿里).

Mysql

SQL (Structured Query Language) 是关系式数据库管理系统的标准语言, 关于关系型数据库这里主要带大家看一下 Mysql 的几个问题

存储引擎

attr MyISAM InnoDB
Locking Table-level Row-level
designed for need of speed high volume of data
foreign keys × (DBMS) ✓ (RDBMS)
transaction ×
fulltext search ×
scene lots of select lots of insert/update
count rows fast slow
auto_increment fast slow
  • 你的数据库有外键吗?
  • 你需要事务支持吗?
  • 你需要全文索引吗?
  • 你经常使用什么样的查询模式?
  • 你的数据有多大?

参见 MYSQL: INNODB 还是 MYISAM?

索引

索引是用空间换时间的一种优化策略. 推荐阅读: mysql索引类型 以及 主键与唯一索引的区别

Mongodb

Monogdb 连接问题(超时/断开等)有可能是什么问题导致的?

  • 网络问题
  • 任务跑不完, 超过了 driver 的默认链接超时时间 (如 30s)
  • Monogdb 宕机了
  • 超过了连接空闲时间 (connection idle time) 被断开
  • fd 不够用 (ulimit 设置)
  • mongodb 最大连接数不够用 (可能是连接未复用导致)
  • etc...

other

populate

aggregate

pipeline

Cursor

整理中

Replication

备份数据库与 M/S, M/M 等部署方式的区别?

关于数据库基于各种模式的特点全部可以通过以下图片分清:

storage

图片出处:Google App Engine 的 co-founder Ryan Barrett 在 2009 年的 google i/o 上的演讲 《Transaction Across DataCenter》(视频: http://www.youtube.com/watch?v=srOgpXECblk)

根据上图, 我们可以知道 Master/Slave 与 Master/Master 的关系.

attrMaster/SlaveMaster/Master
一致性Eventually:当你写入一个新值后,有可能读不出来,但在某个时间窗口之后保证最终能读出来。比如:DNS,电子邮件、Amazon S3,Google搜索引擎这样的系统。
事务完整本地
延迟低延迟
吞吐高吞吐
数据丢失部分丢失
熔断只读读/写

读写分离

读写分离是在 query 量大的情况下减轻单个 DB 节点压力, 优化数据库读/写速度的一种策略. 不论是 MySQL 还是 MongoDB 都可以进行读写分离.

读写分离的配置方式直接搜索一下 数据库名 + 读写分离 即可找到. 通常是 M/S 的情况, 使用 Master 专门写, 用 Slave 节点专门读. 使用读写分离时, 请确认读的请求对一致性要求不高, 因为从写库同步读库是有延迟的.

数据一致性

关于数据一致性推荐看陈皓的分布式系统的事务处理

什么情况下数据会出现脏数据? 如何避免?

  • 从 A 帐号中把余额读出来
  • 对 A 帐号做减法操作
  • 把结果写回 A 帐号中
  • 从 B 帐号中把余额读出来
  • 对 B 帐号做加法操作
  • 把结果写回 B 帐号中

为了数据的一致性, 这6件事, 要么都成功做完, 要么都不成功, 而且这个操作的过程中, 对A、B帐号的其它访问必需锁死, 所谓锁死就是要排除其它的读写操作, 否则就会出现脏数据 ---- 即数据一致性的问题.

这个问题并不仅仅出现在数据库操作中, 普通的并发以及并行操作都可能导致出现脏数据. 避免出现脏数据通常是从架构上避免或者采用事务的思想处理.

矛盾

  • 1)要想让数据有高可用性,就得写多份数据
  • 2)写多份的问题会导致数据一致性的问题
  • 3)数据一致性的问题又会引发性能问题

强一致性必然导致性能短板, 而弱一致性则有很好的性能但是存在数据安全(灾备数据丢失)/一致性(脏读/脏写等)的问题.

目前 Node.js 业内流行的主要是与 Mongodb 配合, 在数据一致性方面属于短板.

事务

事务并不仅仅是 sql 数据库中的一个功能, 也是分布式系统开发中的一个思想, 事务在分布式的问题中可以称为 "两阶段提交" (以下引用陈皓原文)

第一阶段:

  • 协调者会问所有的参与者结点,是否可以执行提交操作。
  • 各个参与者开始事务执行的准备工作:如:为资源上锁,预留资源,写undo/redo log……
  • 参与者响应协调者,如果事务的准备工作成功,则回应“可以提交”,否则回应“拒绝提交”。

第二阶段:

  • 如果所有的参与者都回应“可以提交”,那么,协调者向所有的参与者发送“正式提交”的命令。参与者完成正式提交,并释放所有资源,然后回应“完成”,协调者收集各结点的“完成”回应后结束这个Global Transaction。
  • 如果有一个参与者回应“拒绝提交”,那么,协调者向所有的参与者发送“回滚操作”,并释放所有资源,然后回应“回滚完成”,协调者收集各结点的“回滚”回应后,取消这个Global Transaction。

异常:

  • 如果第一阶段中,参与者没有收到询问请求,或是参与者的回应没有到达协调者。那么,需要协调者做超时处理,一旦超时,可以当作失败,也可以重试。
  • 如果第二阶段中,正式提交发出后,如果有的参与者没有收到,或是参与者提交/回滚后的确认信息没有返回,一旦参与者的回应超时,要么重试,要么把那个参与者标记为问题结点剔除整个集群,这样可以保证服务结点都是数据一致性的。
  • 第二阶段中,如果参与者收不到协调者的commit/fallback指令,参与者将处于“状态未知”阶段,参与者完全不知道要怎么办。

缓存

redis 与 memcached 的区别?

attr memcached redis
struct key/value key/value + list, set, hash etc.
backup ×
Persistence ×
transcations ×
consistency strong (by cas) weak
thread multi single
memory physical physical & swap

其他

  • zookeeper
  • kafka
  • storm
  • hadoop
  • spark