用 Go 语言写了一个全新的存储引擎

简介: 经历了大概 4 个月的打磨,LotusDB 的第一个 release 版本终于发布了,我看了下,有 200 多次 commit(接近 rosedb 一年多的 commit 次数了)。

经历了大概 4 个月的打磨,LotusDB 的第一个 release 版本终于发布了,我看了下,有 200 多次 commit(接近 rosedb 一年多的 commit 次数了)。

项目地址:https://github.com/flower-corp/lotusdb


有了 rosedb 在 bitcask 模型上的实践之后,以及自己在存储这方面的一些经验积累,去年底的时候,在上班路上突然想到的一个 idea,让我有了做一个新的 kv 存储引擎的想法。

有了想法之后便是验证,因为其实心里还是没谱,我又在 Github 上翻了翻,并没有同类型的实现。后来又找一些大佬沟通了下,证明我的想法是可行的。

这期间还发现了 Usenix Fast 上的一篇关于优化 LSM 的论文,发现论文的内容跟我的 idea 非常类似,这算是又多了一个理论依据,于是便决定开干了。

感兴趣的可以参考下论文,叫做 SLM-DB,地址: https://www.usenix.org/conference/fast19/presentation/kaiyrakhmet


众所周知,数据存储引擎,目前最主流的两种模型是 B+ 树和 LSM 树,B+ 树在关系型数据库例如 Mysql 中应用比较广泛,而 LSM 的典型代表 rocksdb 也是大多数分布式系统数据落盘的首选。


B+ 树读性能稳定,而 LSM 写吞吐高,LotusDB 在这基础上做了一个巨大的改动,就是完全舍弃掉 LSM 中的 SST 文件,改由 B+ 树来存储索引,而 value 存放则参考了 Wisckey 和 bitcask 模型的设计,存储到单独的 value log 文件中。

LotusDB 是对 LSM 和 B+ 树的优势结合,目前并没有同类型的实现,我们应该是第一个吃螃蟹的人。

LotusDB 的架构图如下:

前台的写入和 LSM 完全一致,先写 wal 再写 memtable。


而读取则会从 memtable 开始,如果 memtable 找到了,直接返回;没找到的话则从 B+ 树中查询索引,然后根据索引信息到 value log 中获取 value。

大家可以先了解个大概,后续我会出一个完整的《LotusDB 设计与实现》系列文章,全面解析 LotusDB 的架构细节以及代码实现,目前已经写了几篇待发布,欢迎关注我的知乎后续更新:



再来看看 LotusDB 提供的一些基本接口,目前实现了基础的 Put、Get、Delete 接口,并且支持 Column Family(借鉴于 rocksdb),以及 value log 的自动 GC 回收。

简单的使用方法如下:

package main
import (
  "github.com/flower-corp/lotusdb"
  "io/ioutil"
  "time"
)
// basic operations for LotusDB:
// put
// put with options
// get
// delete
// delete with options
func main() {
  path, _ := ioutil.TempDir("", "lotusdb")
  opts := lotusdb.DefaultOptions(path)
  db, err := lotusdb.Open(opts)
  if err != nil {
    panic(err)
  }
  defer db.Close()
  // 1.----put----
  key1 := []byte("name")
  err = db.Put(key1, []byte("lotusdb"))
  if err != nil {
    // ...
  }
  key2 := []byte("feature")
  // 2.----put with options----
  writeOpts := &lotusdb.WriteOptions{
    Sync: true,
    ExpiredAt: time.Now().Add(time.Second * 100).Unix(),
  }
  err = db.PutWithOptions(key2, []byte("store data"), writeOpts)
  if err != nil {
    // ...
  }
  // 3.----get----
  val, err := db.Get(key1)
  if err != nil {
    // ...
  }
  if len(val) > 0 {
    // ...
  }
  // 4.----delete----
  err = db.Delete(key1)
  if err != nil {
    // ...
  }
  // 5.----delete with options----
  deleteOpts := &lotusdb.WriteOptions{
    Sync: false,
    DisableWal: true,
  }
  err = db.DeleteWithOptions([]byte("dummy key"), deleteOpts)
  if err != nil {
    // ...
  }
}


目前自认为 LotusDB 的代码质量比之前的 RoseDB 好多了,单元测试更加完备,注释清晰,代码也更加简洁规范,如果你是 Go 新手,或者准备学习 Go,也能够把项目当做练习素材,自己对照着来学习。


当然我们的愿景还是打造一个能够在生产环境中实际落地的存储引擎,目前的版本只是一个开始,后续还会有非常多的工作,包括但不限于:

  • batch 操作,保证原子性
  • 多个 Column Family 保证原子性
  • 基于 SSI 的事务
  • Iterator 迭代器
  • 数据压缩
  • 数据备份
  • index 的分裂


相关文章
|
5天前
|
存储 JSON 监控
Viper,一个Go语言配置管理神器!
Viper 是一个功能强大的 Go 语言配置管理库,支持从多种来源读取配置,包括文件、环境变量、远程配置中心等。本文详细介绍了 Viper 的核心特性和使用方法,包括从本地 YAML 文件和 Consul 远程配置中心读取配置的示例。Viper 的多来源配置、动态配置和轻松集成特性使其成为管理复杂应用配置的理想选择。
23 2
|
3天前
|
Go 索引
go语言中的循环语句
【11月更文挑战第4天】
11 2
|
3天前
|
Go C++
go语言中的条件语句
【11月更文挑战第4天】
14 2
|
7天前
|
程序员 Go
go语言中的控制结构
【11月更文挑战第3天】
83 58
|
6天前
|
监控 Go API
Go语言在微服务架构中的应用实践
在微服务架构的浪潮中,Go语言以其简洁、高效和并发处理能力脱颖而出,成为构建微服务的理想选择。本文将探讨Go语言在微服务架构中的应用实践,包括Go语言的特性如何适应微服务架构的需求,以及在实际开发中如何利用Go语言的特性来提高服务的性能和可维护性。我们将通过一个具体的案例分析,展示Go语言在微服务开发中的优势,并讨论在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案。
|
3天前
|
Go
go语言中的 跳转语句
【11月更文挑战第4天】
10 4
|
3天前
|
JSON 安全 Go
Go语言中使用JWT鉴权、Token刷新完整示例,拿去直接用!
本文介绍了如何在 Go 语言中使用 Gin 框架实现 JWT 用户认证和安全保护。JWT(JSON Web Token)是一种轻量、高效的认证与授权解决方案,特别适合微服务架构。文章详细讲解了 JWT 的基本概念、结构以及如何在 Gin 中生成、解析和刷新 JWT。通过示例代码,展示了如何在实际项目中应用 JWT,确保用户身份验证和数据安全。完整代码可在 GitHub 仓库中查看。
14 1
|
7天前
|
Go 数据处理 API
Go语言在微服务架构中的应用与优势
本文摘要采用问答形式,以期提供更直接的信息获取方式。 Q1: 为什么选择Go语言进行微服务开发? A1: Go语言的并发模型、简洁的语法和高效的编译速度使其成为微服务架构的理想选择。 Q2: Go语言在微服务架构中有哪些优势? A2: 主要优势包括高性能、高并发处理能力、简洁的代码和强大的标准库。 Q3: 文章将如何展示Go语言在微服务中的应用? A3: 通过对比其他语言和展示Go语言在实际项目中的应用案例,来说明其在微服务架构中的优势。
|
7天前
|
Go 数据处理 调度
探索Go语言的并发模型:Goroutines与Channels的协同工作
在现代编程语言中,Go语言以其独特的并发模型脱颖而出。本文将深入探讨Go语言中的Goroutines和Channels,这两种机制如何协同工作以实现高效的并发处理。我们将通过实际代码示例,展示如何在Go程序中创建和管理Goroutines,以及如何使用Channels进行Goroutines之间的通信。此外,本文还将讨论在使用这些并发工具时可能遇到的常见问题及其解决方案,旨在为Go语言开发者提供一个全面的并发编程指南。
|
5天前
|
Go 调度 开发者
探索Go语言中的并发模式:goroutine与channel
在本文中,我们将深入探讨Go语言中的核心并发特性——goroutine和channel。不同于传统的并发模型,Go语言的并发机制以其简洁性和高效性著称。本文将通过实际代码示例,展示如何利用goroutine实现轻量级的并发执行,以及如何通过channel安全地在goroutine之间传递数据。摘要部分将概述这些概念,并提示读者本文将提供哪些具体的技术洞见。