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翻译:The Log-Structured Merge-Tree (LSM-Tree)

高性能事务系统应用程序通常在提供活动跟踪的历史记录表;同时,事务系统生成$日志记录,用于系统恢复。这两种生成的信息都可以受益于有效的索引。众所周知的设置中的一个例子是TPC-a基准应用程序,该应用程序经过修改以支持对特定账户的账户活动历史记录的有效查询。这需要在快速增长的历史记录表上按帐户id进行索引。不幸的是,基于磁盘的标准索引结构(如B树)将有效地使事务的输入/输出成本翻倍,以实时维护此类索引,从而使系统总成本增加50%。显然,需要一种以低成本维护实时索引的方法。日志结构合并树(LSM树)是一种基于磁盘的数据结构,旨在为长时间内经历高记录插入(和删除)率的文件提供低成本索引。LSM树使用一种延迟和批量索引更改的算法,以一种类似于合并排序的有效方式将基于内存的组件的更改级联到一个或多个磁盘组件。在此过程中,所有索引值都可以通过内存组件或其中一个磁盘组件连续进行检索(除了非常短的锁定期)。与传统访问方法(如B-树)相比,该算法大大减少了磁盘臂的移动,并将在使用传统访问方法进行插入的磁盘臂成本超过存储介质成本的领域提高成本性能。LSM树方法还推广到插入和删除以外的操作。然而,在某些情况下,需要立即响应的索引查找将失去输入/输出效率,因此LSM树在索引插入比检索条目的查找更常见的应用程序中最有用。例如,这似乎是历史表和日志文件的常见属性。第6节的结论将LSM树访问方法中内存和磁盘组件的混合使用与混合方法在内存中缓冲磁盘页面的常见优势进行了比较。

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Change Stream源码解读

MongoDB从3.6开始推出了Change Stream功能,提供实时的增量数据流功能,为同步、分析、监控、推送等多种场景使用带来福音。4.0中引入的混合逻辑时钟,可以支持分片集群在不关闭balancer的情况下,吐出的增量数据在即使发生move chunk发生的情况下,还能够保证数据的因果一致性。不但如此,随着4.0.7开始推出的High Water Mark功能,使得返回的change stream cursor包括Post Batch Resume Token,更好的解决Change Stream中ResumeToken推进的问题。关于Change Stream的功能解读,网上可以找到比较多的资料,比如张友东的这篇解读介绍了Change Stream与oplog拉取的对比以及基本的使用。本文将主要侧重从内核源码层面进行解读,主要介绍分片集群版下Change Stream在mongos和mongod上都执行了哪些操作。此外,由于4.0开始MongoDB使用了混合逻辑时钟,从而保证了move chunk的因果一致性,所以本文还会先简单介绍一下MongoDB中混合逻辑时钟的原理。

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