高級數(shù)據(jù)庫典型技術(shù)

數(shù)據(jù)庫作為計(jì)算機(jī)學(xué)科中一個(gè)比較重要的分支，也是一個(gè)對于程序員來說非常好的學(xué)習(xí)方向。平時(shí)我們用的最多的，同時(shí)也是接觸最多的一定是增刪改查語句，select, update,delete等，當(dāng)然，我不會(huì)拿這些再說一遍，這些都是老的掉渣的東西了。所以我們可以學(xué)習(xí)高級

數(shù)據(jù)庫作為計(jì)算機(jī)學(xué)科中一個(gè)比較重要的分支，也是一個(gè)對于程序員來說非常好的學(xué)習(xí)方向。平時(shí)我們用的最多的，同時(shí)也是接觸最多的一定是增刪改查語句，select,

update,delete等，當(dāng)然，我不會(huì)拿這些再說一遍，這些都是老的掉渣的東西了。所以我們可以學(xué)習(xí)高級數(shù)據(jù)庫中所以涉及的技術(shù)。換句話，其實(shí)就是拋開業(yè)務(wù)層的邏輯，從更加深層次的角度理解數(shù)據(jù)庫。今天我主要提交3個(gè)技術(shù)點(diǎn)，

1.數(shù)據(jù)索引技術(shù)，典型的B+樹索引系列

2.數(shù)據(jù)庫故障恢復(fù)技術(shù)，我這里只提的是基于日志的恢復(fù)技術(shù)

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，講講時(shí)下流行的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫索引技術(shù)關(guān)系著數(shù)據(jù)的查詢速度，當(dāng)數(shù)據(jù)量比較小的時(shí)候，響應(yīng)是沒有問題，當(dāng)數(shù)據(jù)庫中擁有百萬，千萬級數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，建立索引是必須的。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢操作時(shí)在海量數(shù)據(jù)中一條條的查詢，在磁盤塊中逐個(gè)尋找效率當(dāng)然不高，如果是連續(xù)存儲(chǔ)的還算運(yùn)氣好，如果是物理上不連續(xù)的，那結(jié)果可想而知。所以在這里我們引入了一個(gè)名叫“index”索引概念的東西，他不保存真實(shí)的數(shù)據(jù)，索引其實(shí)是一個(gè)指向真實(shí)數(shù)據(jù)記錄的地址指針，要查詢的數(shù)據(jù)的時(shí)候，先找到此索引值，然后根據(jù)此索引值，找到真實(shí)記錄地址，因?yàn)椴槐４嬲鎸?shí)數(shù)據(jù)，索引查詢的速度比較快。首先我們說說順序索引，順序索引的定義是當(dāng)數(shù)據(jù)文件的存儲(chǔ)順序是按某個(gè)索引鍵值的順序排列時(shí)，稱該文件為順序文件，為順序文件建立索引的時(shí)候，一般此索引的建立以某個(gè)索引鍵一致，比如說某ID建立的索引為順序索引，順序文件的索引可以采用二分查找方法能夠很快定位到相應(yīng)的索引記錄。B+樹索引是以平衡樹的結(jié)構(gòu)構(gòu)建的索引，B+樹憑借其特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一直保持著一種比較高的查詢效率，在我之前的文章中也都提到過了。最后說的是散列索引，散列索引是利用哈希函數(shù)將搜索鍵值，分別映射到M個(gè)記錄搜索鍵值存儲(chǔ)地址的桶中，這樣可以利用哈希算法直接檢索，我們都知道哈希算法，的速度是相當(dāng)快的哦，但是同時(shí)此時(shí)的一個(gè)好的哈希算法就顯得至關(guān)重要了，最好能將索引記錄均勻地分布到各個(gè)桶中。

基于日志的恢復(fù)技術(shù)也是數(shù)據(jù)庫容災(zāi)處理的一部分，這里的日志主要有3個(gè)，undo，redo，undo/redo三種。undo，從這個(gè)英文中我們也可大概知道他的意思是不要做，就是撤銷操作的意思了,一般我們在操作未完全完成的情況下才會(huì)執(zhí)行撤銷動(dòng)作，這樣可以避免臟數(shù)據(jù)的誕生。undo的日志就是為了防止出現(xiàn)這個(gè)情況的。undo的日志記錄結(jié)構(gòu)為：

其中:T是更新數(shù)據(jù)的事務(wù)，X是T更新的數(shù)據(jù)元素，V是更新前的舊值，數(shù)據(jù)出錯(cuò)了就是拿這個(gè)值更新回去的，一個(gè)完整的undo日志記錄如下:

//開啟事務(wù)

//對數(shù)據(jù)A 進(jìn)行了數(shù)據(jù)更改，把他的舊值記錄下來

//對數(shù)據(jù)B進(jìn)行了數(shù)據(jù)操作，把B的舊值也記錄下來

//事務(wù)執(zhí)行成功，也記錄

如果在commit 操作之前系統(tǒng)故障了，也就是沒有寫入記錄中，也不知道數(shù)據(jù)操作到底對不對，日志統(tǒng)一從后往前逆序讀取，首先遇到 ,將B更新到舊值10，然后又遇到 ，將A還原回到10，直到遇到 ,說明事物恢復(fù)成功，又回到了事物的出發(fā)點(diǎn)日志恢復(fù)結(jié)束。undo日志的事務(wù)執(zhí)行順序?yàn)椋?/p>

(1).寫更新數(shù)據(jù)量元素的日志

(2).再寫更新的數(shù)據(jù)元素

(3).最后寫COMMIT，表明事務(wù)已經(jīng)成功提交

但是在這里其實(shí)會(huì)暴露一個(gè)潛在的問題，此要求事務(wù)必須將所做的修改寫到磁盤后才能提交事務(wù)，這無疑增加了I/O開銷，實(shí)際上，我們可以將數(shù)據(jù)的修改操作暫緩寫到磁盤上，等到緩沖區(qū)滿時(shí)再寫入磁盤，就可以節(jié)省很多I/O操作了，于是就有了redo日志的出現(xiàn)，redo日志的格式與undo日志略有區(qū)別：

(1).寫更新數(shù)據(jù)量元素的日志

(2).再寫COMMIT，表明事務(wù)已經(jīng)成功提交

(3).最后寫更新的數(shù)據(jù)元素