MongoDB存储数据

想要深入了解MongoDB如何存储数据之前，有一个概念必须清楚，那就是Memeory-Mapped Files。

 

Memeory-Mapped Files

 

下图展示了数据库是如何跟底层系统打交道的。

 

• 内存映射文件是OS通过mmap在内存中创建一个数据文件，这样就把文件映射到一个虚拟内存的区域；

• 虚拟内存对于进程来说，是一个物理内存的抽象，寻址空间大小为2^64；

• 操作系统通过mmap来把进程所需的所有数据映射到这个地址空间(红线)，然后再把当前需要处理的数据映射到物理内存(灰线)； (这可以理解成，在数据声明时数据是放在虚拟内存中的，数据声明的作用就是说明进程中用哪些数据，但并不需要指定用到什么样的数据，这时只说明它的地址并不涉及到具体的数值，即并不进行实例化，而如果对象实例化，则会在虚拟内存中映射到物理内存中)

• 当进程访问某个数据时，如果数据不在虚拟内存里，触发page fault，然后OS从硬盘里把数据加载进虚拟内存和物理内存；

• 如果物理内存满了，触发swap-out操作，这时有些数据就需要写回磁盘，如果是纯粹的内存数据，写回swap分区，如果不是就写回磁盘。

 

MongoDB的存储模型

 

• 有了内存映射文件，要访问的数据就好像都在内存里面，简单化了MongoDB访问和修改数据的逻辑

• MongoDB读写都只是和虚拟内存打交道，剩下都交给OS打理

• 虚拟内存大小=所有文件大小+其他一些开销(连接，堆栈)

• 如果journal开启，虚拟内存大小差不多翻番

 

• 使用MMF的好处：
• 1：不用自己管理内存和磁盘调度
• 2：LRU策略
• 3：重启过程中，Cache依然在

 

• 使用MMF的坏处：
• 1：RAM使用会受磁盘碎片的影响，高预读也会影响
• 2：无法自己优化调度算法，只能使用LRU