数据库知识 —— 数据库架构

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了解数据库相关知识

架构设计

如何设计一个关系型数据库（RDBMS）

思路

开发一个数据库，与开发建立应用架构差不多，也要抽象出业务和各个“模块”，根据不同模块和功能采用最佳实践的技术。
数据库最主要的作用是存储数据（文件系统），而要实现这个功能需要建立多个程序实例）

实例都有哪些？

• 存储管理模块
  模块功能要考虑如何优化存储效能
  • 尽可能的减少IO达到优化存储效能
• 缓存模块
  为了更提高速率，可以把获取的数据块放入缓存中，下次需要时直接从内存中读取并返回，不会发生IO。
• SQL解析模块
  目的是将SQL编译解析，转换成机器可识别的指令，可以通过缓存提升SQL的性能，编译好的SQL可直接从缓存中读取，无需重新创建。
• 日志管理模块
  为了实现主从同步，灾难恢复，要有日志管理，binlog
• 权限划分模块
  区分权限数据（根据组织结构设计）
• 容灾机制
  当数据库宕机，要考虑如何恢复
• 索引管理
  优化查询效率
• 锁管理
  支持并发操作的锁模块

注：缓存不宜太大，并没有淘汰机制

如何设计一个关系型数据库？
首先设计两大部分，一部分为存储部分（类似文件系统），并实现程序实例模块，来对存储进行处理，存储模块包含存储管理模块、缓存模块、SQL解析模块、日志管理模块、权限划分模块、容灾机制、索引管理模块以及锁模块八个部分。

索引模块

常见问题

为什么要使用索引

提升查询速率，不添加索引时，是全表扫描，索引机制的用处是优化查询，类似于字典， 但是数据量较小的（例如几十行数据），不建议使用索引。

什么样的信息能成为索引

能把查询数据限制在某一个范围内的字段适合创建索引，例如：主键、唯一键以及普通键等。

索引的数据结构

• 生成索引，建立二叉查找树进行二分查找
• 生成索引，建立B-Tree结构进行查找
• 生成索引，建立B±Tree结构进行查找
• 生成索引，建立Hash结构进行查找

密集索引和稀疏索引的区别