10gen工程师：MongoDB数据文件内部结构

有人在Quora上提问：MongoDB数据文件内部的组织结构是什么样的。随后10gen的工程师Jared Rosoff出来做了简短的回答。

　　每一个数据库都有自己独立的文件。如果你开启了directoryperdb选项，那你每个库的文件会单独放在一个文件夹里。

　　数据库文件在内部会被切分成单个的块，每个块只保存一个名字空间的数据。在MongoDB中，名字空间用于区分不同的存储类别。比如每个collection有一个独立的名字空间，每个索引也有自己的名字空间。

　　在一个块中，会保存多条记录，每条记录是BSON格式的，记录与记录之间通过双向链表进行连接。

　　索引数据也存在数据文件中，不过索引是被组织成B-Tree结构，而不是双向链表。

　　对每个数据库，有一个命名空间文件，用于保存每个名字空间对应的元数据。我们通过查询这些元数据来找到对应的名字空间的存储块位置。

　　如果你开启了jorunaling日志，那么还会有一些文件存储着你所有的操作记录。

　　下面图片摘自10gen工程师Mathias Stearn在MongoSV2011大会上的发言稿，手绘的数据文件结构。

　　每个数据库有相应的数据文件和命名空间文件

　　

　　数据文件从16MB开始，新的数据文件比上一个文件大一倍，最大为2GB

　　

　　文件使用MMAP进行内存映射，会将所有数据文件映射到内存中，但是只是虚拟内存，只有访问到这块数据时才会交换到物理内存。

　　

　　

　　MongoDB的数据文件映射到内存表中的位置

　　

　　

　　使用32位机器的话，内存地址最大可以标识4GB内存

　　

　　

　　但是在32位机器上，4GB内存会有1GB被内核战胜，大约0.5GB会用于mongod进程的stack空间，只剩下大约2.5GB可用于映射数据文件。