一.介绍

      为什么会出现Redis这个中间件,从原始的磁盘存储到Redis中间又发生了哪些事,下面进入正题

二.发展史

2.1  磁盘存储

最早的时候都是以磁盘行数存储每个磁盘都有一个磁道。每个磁道有很多扇区,一个扇区接近512Byte

那要从磁盘中读取数据,有两个指标很重要就是:寻址速度 和 带宽

磁盘:寻址速度是ms的,带宽是GB/M的。

内存寻址速度是ns级的,带宽也比磁盘大上好几个数量级。

结论:磁盘比内存在寻址上慢了接近10W倍。

数据文件很大的时候,存储的时候我们的面临的问题是,I/O问题。在读写文件时,我们常常面临很大的I/O成本问题。但是最初的解决方案是加一个buffer

I/O 成本问题是指:假设 1T的数据存储硬盘每个扇区512Byte,上层创建很大的索引才能索引每个扇区数据操作系统无论都多少,都是最少从4k

总结数据很大的时候,I/O 会越慢,最终磁盘会成为瓶颈。

2.2 数据库时代

   当关系型数据库出现,创建一个data page 概念data page  大小是4k,这个4k和磁盘的4k对应上,正好是一次 I/O.

    数据存储数据库的时候,就是很多4k的data page 小格子,如果只存数据不建索引数据读取还是会很慢,因为读取的时候都是全量I/O.所以关系型数据库会再创建4k的索引提高查询的效率,索引结构B+树

B+树是B树的一种变体,也属于平衡多路查找树,大体结构与B树相同,包含节点内部节点和叶子节点。多用于数据库操作系统文件系统中,由于B+树内部节点保存数据,所以能在内存存放更多索引,增加缓存命中率。另外因为叶子节点相连遍历操作很方便,而且数据也具有顺序性,便于区间查找

      创建表的时候,每个列会设定数据类型数据类型决定了字节宽度,当所有列的类型确定,则一行的数据宽度固定的,往4k的data page 里面整体存储所以数据库倾向于行级存储,好处就是修改数据的时候不需要移动数据,在原本的位置复写就可以了。

     数据和索引都是在磁盘里,select 语句where 条件命中内存的B+树的树干,然后索引读取数据到内存里,内存是比较快的。

  2.3 keyvalue数据库的产生

     我们数据库发展到极致,产生出类似SAP公司的HANA数据库。这种数据库,硬件需求大,内存约2T,硬件服务费很贵。不适合小中型公司选择

随着互联网的发展,我们面临了一个新的问题如何才能抵挡高并发,大数据量导致的查找变慢呢?(注意,数据量变大,仅仅影响范围数据查找,单主键索引数据查找并不会影响性能我们业务逻辑,通常是多条数查找,所以才会有瓶颈)

于是我们的k-v数据库产生了,redis 应运而生。

三.总结

     redis的诞生,解决了应对实际业务中对高并发大数业务,提供更丰富API使用以及丰富多样的数据结构。后续会从数据结构开始,一步步揭开redis的面纱。

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