MONGODB Wiredtiger 为什么那么快？

如果有人说我精通ORACLE ，MYSQL ，那我信，但如果有人说特别精通MONGODB 的原理以及源代码，那就真的佩服了。这方面的书比较少，所以说精通MONGODB 的原理，那真是比较不容易。

为什么是胡想瞎猜，是因为如果说错了，那就等着您来指正，互相提高技术水平。

首先看一个可能被看烂了的mongodb 的整体架构图，从图中可以总结出以下list

1 mongodb 支持行 和 列存储，目前大部分状态下使用的是行存储

2 数据存储在磁盘和cache中的数据的格式应是不一样的，需要压缩，解压

3 数据的处理都是处理无压缩的数据

4 系统通过snapshot 的方式进行 MVCC 的多版本控制，减少锁的产生

5 事务产生则最先要落LOG日志，数据则在缓冲中在刷入到磁盘

由于大部分的数据处理在内存中，并且尽量降低锁，和并发之间的互斥操作，使得MONGODB 的结构相对于其他传统数据库要简单，这也是使得MONGODB 的操作相对其他数据库要快的一个原因。这就要提到 in memory ,mongodb 的寻址设计中并没有使用传统的文件系统的偏移量作为指针。如果是B+ 树三层的展现，则在内存中，非叶子节点的信息会在内存中

所以寻址都是在内存中进行的，这就会带来更高的性能，这也是有些文字中提到的，给与MONGODB 的内存不要太吝啬的一个原因。

总结 in memory 的架构

1 系统会cache trees 并且将部分page 优化，在内存中访问

2 指针遍历B+树时，不会锁定读和写，

3 保证原始的数据与更新的数据分开

4 结构化的改变 （例如 页面的merge 和 splits）都是在后台线程中处理的

当然有些数据库也在这么做，那wiredtiger 会变得更快的原因在于另一个词 no locking no lock manager ，其他的传统数据库都有锁的概念，有的数据库类似 sql server 的锁还有锁升级的概念，可想而知，越复杂的东西，其速度必然也不会快到哪里去。MONGODB 摒弃了所，通过MVCC 以及自身的特征，对正在读的数据创建snapshot ，而写的数据创建新的版本，这样读和写就分开了，通过时间戳的概念（参见之前的一篇文字），将整体的 MONGODB 与锁这个词分开。速度自然就会更快，更强。当然由于本身的设计原因，也就不用太多考虑回滚的事情。

MONGODB 快的原因还要归功于block manager ，Block mananger 主管 ，将数据在写入时就进行最大化的压缩，这样的好处是，目前的机器都拥有很强大的CPU ，但实际上大部分的瓶颈还在于磁盘，而由于将压力转到CPU 对数据的压缩LEVEL 变的很高，则读取数据 和写入数据的负担就会降低。很巧妙的利用了当前硬件的优势。同时也可以根据当前机器和所处的环境对压缩进行选择。

snappy是默认的压缩方式，LZ4 更适合 page layout , zlib 拥有高压缩比。

而有效的checkpoint 的方式也是促使 mongodb wiredtiger 处理速度很快的一个因素。

从上图可以看到，页面的修改并不是在原有的空间进行，而是将改变的页面在新的页面生成，在通过指针从新的生成的页面，指向未改变的页面。将新的根地址写入到 metadata 中。这样的处理的速度要比加锁，然后改变数据的方式要快的多。并且大部分MONGODB 处理的方式多是写，和读，大量的UPDATE 的并不多见。

上面讲过的MVCC ，则系统中必然有一个旧版本的读取器，这样就算一边读取数据，一边写入数据，之间也不会进行干扰，而将这个事情变得简单的事情就是MONGODB 没有 UNDO LOG REDO 这样会导致系统变得更复杂和缓慢的东西（参见 MYSQL ORALCE UNDO REDO ）。

所以MONGODB WIREDTIGER 为什么这么快

1 本身的架构设计，因为没有事务需要进行逻辑上的回滚需求，写入具有原子性

2 大量使用内存的方式来处理读写数据

3 对写入数据的压缩，对I/o方面是很有帮助的

4 MVCC 以及相关的设计，无锁化的设计

5 特殊的数据更新的方式，不会有其他数据库的 page merge page split 等影响性能的困扰。

以上仅仅是个人的理解，如有失误，错误，还请您不吝赐教。

感谢