了解 Redis 的同學都知道它是一個純內存的數據庫，憑借優秀的并發和易用性打下了互聯網項的半壁江山。Redis 之所以高性能是因為它的純內存訪問特性，而這也成了它致命的弱點 —— 內存的成本太高。所以在絕大多數場合，它比較適合用來做緩存，長期不被訪問的冷數據被淘汰掉，只有熱的數據緩存在內存中，這樣就不會浪費太多昂貴的內存空間。 但是 Redis 的誘惑太大了，用它來做持久存儲使用起來太方便了。要是內存的價格低廉，真恨不得把所有的數據都堆到 Redis 中，但是技術的選擇總是要考慮到現實世界的成本問題。那如何才能享受到 Redis 作為持久層易用性的同時還可以節省內存成本呢？ ## **LevelDB 來了！** 它是 Google 開源的 NOSQL 存儲引擎庫，是現代分布式存儲領域的一枚原子彈。在它的基礎之上，Facebook 開發出了另一個 NOSQL 存儲引擎庫 RocksDB，沿用了 LevelDB 的先進技術架構的同時還解決了 LevelDB 的一些短板。你可以將 RocksDB 比喻成氫彈，它比 LevelDB 的威力更大一些。現代開源市場上有很多數據庫都在使用 RocksDB 作為底層存儲引擎，比如大名鼎鼎的 TiDB。 ## **Redis 緩存有什么問題？** 當我們將 Redis 拿來做緩存用時，背后肯定還有一個持久層數據庫記錄了全量的冷熱數據。Redis 和持久層數據庫之間的數據一致性是由應用程序自己來控制的。應用程序會優先去緩存中獲取數據，當緩存中沒有數據時，應用程序需要從持久層加載數據，然后再放進緩存中。當數據更新發生時，需要將緩存置為失效。 ~~~js function getUser(String userId) User { User user = redis.get(userId); if user == null { user = db.get(userId); if user != null { redis.set(userId, user); } } return user; } function updateUser(String userId, User user) { db.update(userId, user); redis.expire(userId); } ~~~ 有過這方面開發經驗的朋友們就知道寫這樣的代碼還是挺繁瑣的，所有的涉及到緩存的業務代碼都需要加上這一部分邏輯。 嚴格來說我們還需要仔細考慮緩存一致性問題，比如在 updateUser 方法中，數據庫正確執行了更新，但是緩存 redis 因為網絡抖動等原因置為失效沒有成功，那么緩存中的數據就成了過期數據。如果你將設置緩存和更新持久存的先后順序反過來，也還是會有其它問題，這個讀者可以自行思考一下。 在多進程高并發場合也會導致緩存不一致，比如一個進程對某個 userId 調用 getUser() 方法，因為緩存里沒有，它需要從數據庫里加載。結果剛剛加載出來，正準備要設置緩存，這時候發生了內存 fullgc 代碼暫停了一會，而正在此時另一個進程調用了 updateUser 方法更新了數據庫，將緩存置為失效（其實緩存里本來就沒有數據）。然后前面那個進程終于 fullgc 結束要開始設置緩存了，這時候進緩存的就是過期的數據。 ## **LevelDB 是如何解決的？** LevelDB 將 Redis 緩存和持久層合二為一，一次性幫你搞定緩存和持久層。有了 LevelDB，你的代碼可以簡化成下面這樣 ~~~js function getUser(String userId) User { return leveldb.get(userId); } function updateUser(String userId, User user) { leveldb.set(userId, user); } ~~~ 而且你再也不用當心緩存一致性問題了，LevelDB 的數據更新要么成功要么不成功，不存在中間薛定諤狀態。LevelDB 的內部已經內置了內存緩存和持久層的磁盤文件，用戶完全不用操心內部是數據如何保持一致的。 ## **LevelDB 具體是什么？** 前面我們說道它是一個 NOSQL 存儲引擎，它和 Redis 不是一個概念。Redis 是一個完備的數據庫，而 LevelDB 它只是一個引擎。如果將數據庫比喻成一輛高級跑車，那么存儲引擎就是它的發動機，是核心是心臟。有了這個發動機，我們再給它包裝上一系列的配件和裝飾，就可以成為數據庫。不過也不要小瞧了配件和裝飾，做到極致那也是非常困難，將 LevelDB 包裝成一個簡單易用的數據庫需要加上太多太多精致的配件。LevelDB 和 RocksDB 出來這么多年，能夠在它的基礎上做出非常一個完備的生產級數據庫寥寥無幾。 在使用 LevelDB 時，我們還可以將它看成一個 Key/Value 內存數據庫。它提供了基礎的 Get/Set API，我們在代碼里可以通過這個 API 來讀寫數據。你還可以將它看成一個無限大小的高級 HashMap，我們可以往里面塞入無限條 Key/Value 數據，只要磁盤可以裝下。 正是因為它只能算作一個內存數據庫，它里面裝的數據無法跨進程跨機器共享。**在分布式領域，LevelDB 要如何大顯身手呢？** 這就需要靠包裝技術了，在 LevelDB 內存數據庫的基礎上包裝一層網絡 API。當不同機器上不同的進程要來訪問它時，都統一走網絡 API 接口。這樣就形成了一個簡易的數據庫。如果在網絡層我們使用 Redis 協議來包裝，那么使用 Redis 的客戶端就可以讀寫這個數據庫了。 ----- https://zhuanlan.zhihu.com/p/53299778