MongoDB存储引擎（中）——WiredTiger

　　上一篇博文介绍了MongoDB的MMAPv1存储引擎，本文接着介绍MongoDB另一个存储引擎——WiredTiger，WiredTiger是在MongoDB3.0版本引入的，并且在MongoDB3.2版本开始成为MongoDB默认的存储引擎。相比较MMAPv1，WiredTiger功能更强大，而且具有更高的性能。

　　相对于MMAPv1，WiredTiger进行了一系列改进：

1. 文件空间分配方式改进

　　MMAPv1存储引擎是在数据库级别分配文件的，将每个数据库中所有的集合和索引都混合存储在数据库文件中，即使删除了某个集合或索引，其占用的磁盘空间也很难及时自动回收。WiredTIger则在集合和索引级别分配文件，将每个数据库中所有的集合和索引都存储在单独的文件中，集合或索引删除后，其对应文件即可删除，磁盘空间回收方便。

WiredTiger的一些数据文件：

mongod.lock：用于防止多个进程连接同一个WiredTiger数据库

.wt文件：存储各个集合的数据，每个文件100MB

WiredTiger.wt：用于存储所有集合的元数据信息

WiredTiger.turtle：用于存储WiredTiger.wt的元数据信息

journal文件夹：用于存储日志文件（Write ahead log）

2. 文档级别的并发控制

　　WiredTiger存储引擎使用文档级别锁，同一时刻多个写操作可以修改同一个集合中不同的文档，但不能修改同一个文档。这使得WiredTiger存储引擎的并发处理能力比MMAPv1更好。

3. 通过检查点和预写日志实现数据持久化

　　按照MongoDB默认的配置，WiredTiger的写操作会先写入Cache（BTree结构），当Cache大小达到128KB时便将其持久化到预写日志文件(Write ahead log)。WiredTiger每60s或日志文件大小达到2GB时会做一次检查点Checkpoint，产生指定时间点的数据库快照（内存中数据的一致性视图），将快照中的所有数据以一致性方式持久化到数据文件中，保证数据文件和内存数据是一致的。Wiredtiger连接初始化时，首先将数据恢复至最新的快照状态，然后根据预写日志文件恢复数据，以保证存储可靠性。

4. 内存使用上限可配置

　　使用WiredTiger存储引擎时，MongoDB数据缓存分两部分：内部缓存和文件系统缓存。内部缓存大小可以使用--wiredTigerCacheSizeGB参数来设置，默认值为：1GB或RAM的60%到1GB之间，取两值中较大者。文件系统缓存大小则不固定，MongoDB自动使用系统空闲的内存，且数据在文件系统缓存中是压缩存储的。

5. 数据压缩

　　使用WiredTiger存储引擎时，数据库的集合与索引、日志文件都是压缩存储的，节省了磁盘空间。WiredTiger默认情况下，集合数据使用块压缩算法，索引数据则使用前缀压缩算法。这使得数据占用磁盘空间少，读写速度快，花费I/O时间少。

　　集合中数据比较少时，压缩和无压缩的写性能相单，无压缩读性能反而比压缩读性能好。当集合数据很多时，压缩的读写性能则都要比无压缩的读写性能好。

一篇剖析WiredTiger数据组织结构的文章：http://mini.eastday.com/mobile/160630190233714.html。