數(shù)據(jù)庫(kù)做為我們?nèi)粘ｉ_(kāi)發(fā)的一個(gè)組件或者說(shuō)基礎(chǔ)服務(wù)，也許有人認(rèn)為把它當(dāng)個(gè)黑盒直接用就好，費(fèi)那事兒干嘛。確實(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)也做到了讓我們不了解也能干活。但實(shí)際開(kāi)發(fā)中往往會(huì)遇到性能退化、遇到bug，遇到服務(wù)問(wèn)題等等，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)了解一些，就能更快的恢復(fù)，減少風(fēng)險(xiǎn)。

另外，作為經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，近乎成熟的產(chǎn)品，數(shù)據(jù)庫(kù)里有不少有意思的地方。這里面對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，一個(gè)存儲(chǔ)引擎有大量的工作，以及各種取舍與權(quán)衡。比如最容易想到的，寫(xiě)入的時(shí)候如果順序?qū)?，那?shù)據(jù)插入效率更快，但如果是按某個(gè)順序來(lái)檢索，就必須得查出來(lái)再重新排序。比如數(shù)據(jù)怎樣序列化，協(xié)議怎樣組織，索引是怎樣工作的，查詢(xún)分析器、執(zhí)行計(jì)劃這些是怎樣工作的，怎樣挑選執(zhí)行計(jì)劃從而來(lái)保證查詢(xún)的高效;另外數(shù)據(jù)庫(kù)里數(shù)據(jù)是怎樣組織來(lái)保證數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、壓縮來(lái)優(yōu)化空間占用，又是怎樣提升磁盤(pán)到內(nèi)存中的訪問(wèn)速度，怎樣做垃圾回收的......

最近看了一些數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的書(shū)、文章等內(nèi)容感覺(jué)不錯(cuò)，后面打算根據(jù)自己的理解寫(xiě)一寫(xiě)，也會(huì)選一些優(yōu)質(zhì)的英文文章翻譯。

今天是翻譯的第一篇。

數(shù)據(jù)庫(kù)是什么?

概括來(lái)講，數(shù)據(jù)庫(kù)是一系列可以方便的訪問(wèn)和修改的數(shù)據(jù)的集合。

所有數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的主要工作都是可靠的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并使其對(duì)用戶可用。

甚至說(shuō)簡(jiǎn)單的一堆文件都可以做到輕松訪問(wèn)和修改這一點(diǎn)。實(shí)際上，像SQLite這類(lèi)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)也確實(shí)僅是一堆文件。但是，SQLite 它是一些經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)的文件，因?yàn)樗试S執(zhí)行這些操作：

通過(guò)事務(wù)來(lái)保證數(shù)據(jù)安全和一致

可以快速處理數(shù)百萬(wàn)量級(jí)的數(shù)據(jù)

概括來(lái)看，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以看成以下圖這些部分組成：

在很多書(shū)籍或論文里，對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的描述都有自己的方式。比如『數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)內(nèi)幕』一書(shū)組件插圖是這樣的：

所以不用太關(guān)注我們是怎樣組織這些組成部分或者太關(guān)注處理流程怎樣命名，因?yàn)槲覀冏隽艘恍┤∩嵋赃m合這篇文章的編寫(xiě)。你需要重點(diǎn)關(guān)注的是這些不同的組成部分。

總體理解就是將數(shù)據(jù)庫(kù)可以劃分成多個(gè)相互交互組件。

核心組件

流程管理器：多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)都有一個(gè)需要管理的「池」，用來(lái)組織流程、線程等。甚至，為了取得納秒級(jí)等極致性能，一些現(xiàn)代的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)使用其自己的線程，而不再是基于操作系統(tǒng)的線程。

網(wǎng)絡(luò)管理器：網(wǎng)絡(luò)的 I/O 一直是很重要的部分，特別是對(duì)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)。這也是為什么一些數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)自己的網(wǎng)絡(luò)管理器的原因。

文件系統(tǒng)管理器：數(shù)據(jù)庫(kù)遇到第一個(gè)瓶頸是磁盤(pán) I/O。有一個(gè)能夠完美處理操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)甚至替換它的文件系統(tǒng)管理器相當(dāng)重要。

內(nèi)存管理器：為了避免磁盤(pán)I/O帶來(lái)的影響，需要大量的內(nèi)存。但是當(dāng)你需要管理大量的內(nèi)存的時(shí)候，就會(huì)需要一個(gè)高效的內(nèi)存管理器。特別是你有多個(gè)查詢(xún)同時(shí)在用內(nèi)存查詢(xún)的時(shí)候。

安全管理器：用于管理用戶的身份驗(yàn)證和授權(quán)

客戶端管理器：用于管理客戶端的連接

工具

備份管理器：用來(lái)備份和還原數(shù)據(jù)庫(kù)

恢復(fù)管理器：用來(lái)在數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰之后，以一致的狀態(tài)來(lái)重新啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)

監(jiān)控管理器：用來(lái)記錄數(shù)據(jù)庫(kù)的活動(dòng)日志并提供監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

「管理」管理器：提供工具來(lái)管理數(shù)據(jù)庫(kù)、表空間、模式，并管理像表的名稱(chēng)、結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)庫(kù)的元數(shù)據(jù)

查詢(xún)管理器

查詢(xún)解析器：檢查查詢(xún)是否合法，像SQL語(yǔ)句有沒(méi)有詞法、語(yǔ)法錯(cuò)誤這種

查詢(xún)重寫(xiě)器：預(yù)優(yōu)化查詢(xún)

查詢(xún)優(yōu)化器：優(yōu)化查詢(xún)，讓查詢(xún)可以更高效的執(zhí)行

查詢(xún)執(zhí)行器：編譯和執(zhí)行查詢(xún)

數(shù)據(jù)管理器

事務(wù)管理器：處理事務(wù)

緩存管理器：和我們常用緩存一樣理解，在使用前先把他們放到內(nèi)存，在數(shù)據(jù)寫(xiě)到磁盤(pán)前也放到內(nèi)存

數(shù)據(jù)訪問(wèn)管理器：訪問(wèn)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)