10 分钟梳理关系数据库基础知识二：存储结构

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作者：刁寿钧

存储介质

数据库系统涉及的存储介质中，有代表性的有以下几种：

高速缓存（cache）

cache最快，也最贵。我们在使用的过程中一般接触不到，但数据库的实现者在设计数据结构和算法时还是会考虑cache的影响的。嗯，写到这里，不由地端起茶杯，抿了一口水。

主存（main memory）

闪存（flash memory）

现在主要是用在SSD上。提升随机读写的性能。

磁盘（disk）

我们一般进行的讨论中，都是默认数据放在磁盘上。而磁盘与主存之间，是以块（block）为单位交换数据的。优化查询，就是要优化块数，即磁盘IO的次数。而进一步细化的话，磁盘的访问时间由三部分组成：寻道时间，旋转时间，传输时间。

磁盘可以通过SATA，SCSI或SAS口连接到计算机，也可以通过网络与磁盘控制器相连，即我们常提到的SAN和NAS。

RAID

RAID的指导思想就是两条：通过冗余提高可靠性，通过并行提高性能。说到这再岔开一句，其实我们在计算机很多领域都会发现，可靠性都是靠冗余来保证的，而冗余又会带来一致性等问题，针对新的问题，不同的思路会得到各自的方案，我觉得抓住这条主线会有助于我们的学习。

回到正题，我直接画一张RAID不同级别的图吧：

也有厂商使用RAID 1+0或者RAID 10这样的说法，和这里不是同一个术语版本，大家不要混淆就可以了。

缓冲区

我们一直在说，数据库要尽量减少磁盘和主存间传输的block的数目。这也是学习数据库的一条主线。那么，很自然的一个想法就是，我保存尽量多的block在主存中，这样访问时再去磁盘上交换的几率不就降低了嘛。而主存中用于存储磁盘块的拷贝的地方，就叫做缓冲区（buffer）。但是主存比磁盘小得多，所以buffer中内容如何管理，是数据库中很重要也很有的内容。

比如buffer快满时如何替换，经典的算法我们很容易就会想到LRU，但InnoDB就在LRU的基础上又加了一个因子，避免全表扫描对替换buffer的影响。

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