Log-structured的page layout原理及实现

Log-structured的page layout是一种数据库文件组织方式，与之前介绍的Tuple-oriented的page layout有所不同。在Log-structured的page layout中，tuple中存储的并不是数据本身，而是数据的log，也就是数据的变化。 在向数据库中插入数据时，会存储一个tuple，而该tuple中存储的并不是数据本身，而是记录了“我插入了一个什么样的数据”。同样地，在删除一个tuple时，不需要将这个tuple从数据库文件里除去，而是要新增一条数据，新增数据的内容是“我把xxx数据给删了”。这就意味着在删数据时，并不是真正的删除数据，而是新加了一条log。 在修改数据库文件的数据时，也不会真正去修改文件里对应位置的数据，而是新写入一条log，该log记录着“那条数据被我改掉了”。这样的组织方式可以有效地减少磁盘IO的次数，提高写入数据的效率。因为当需要读取数据时，只需要从下往上回放log即可，因为我们想要的数据很大概率上是从log的中部及以下的位置第一次被插入的。如果从上往下回放log，那么开销将会非常大。 为了进一步提高读取数据的效率，可以再做一个索引/日志，通过索引/日志可以快速地定位到指定数据的log，并避免回放大量不必要的log。通过这种方式，可以进一步减少读取数据所需的时间。 需要注意的是，Log-structured的page layout并不适用于所有的数据库应用场景。由于每次的数据变化都会生成一条log，并不会真正地删除或修改数据，因此log会不断地增长，从而可能导致数据库的容量问题。而且，在读取数据的时候，需要回放log，如果log过多，会影响读取性能。 总的来说，Log-structured的page layout是一种以log方式存储和组织数据的方法。通过记录数据的变化而不是直接删除或修改数据，可以提高数据的写入效率，并且通过索引/日志的方式可以加速读取数据的过程。然而，需要注意log会不断增长导致容量问题，并且读取性能也会受到log数量的影响。因此，在选择存储引擎时需要根据具体的应用场景来决定是否采用Log-structured的page layout。