基本架构：一个键值数据库包含什么？_数据库键值对

该内容是极客时间的"Redis核心技术与实战"的总结：01 | 基本架构：一个键值数据库包含什么？-极客时间

1.键值数据库的数据模型：

对于键值数据库来说：基本的数据模型是key-value模型，不同的键值数据库的key差异不大，主要的差异则在value类型。

Memcached支持的value类型仅是String类型，而Redis的value类型有String,哈希表,列表，集合等。Redis能在实际业务场景中得到广泛的应用，就是得益于支持多样化类型的value；

从使用的角度来说，不同 value 类型的实现，不仅可以支撑不同业务的数据需求，而且也隐含着不同数据结构在性能、空间效率等方面的差异，从而导致不同的 value 操作之间存在着差异。

2.键值对保存在内存还是外存：

1.保存在内存的好处是读写很快，毕竟内存的访问速度一般都在百 ns 级别。但是，潜在的风险是一旦掉电，所有的数据都会丢失。

2.保存在外存，虽然可以避免数据丢失，但是受限于磁盘的慢速读写（通常在几 ms 级别），键值数据库的整体性能会被拉低。

Memcached 和 Redis 都是属于内存键值数据库。对于 Redis 而言，缓存是非常重要的一个应用场景

3.键值数据库的基本内部架构：

大体来说，一个键值数据库包括了访问框架、索引模块、操作模块和存储模块四部分

 1.访问模式：

一种是通过函数库调用的方式供外部应用使用，比如，上图中的 libsimplekv.so，就是以动态链接库的形式链接到我们自己的程序中，提供键值存储功能；【这样一个内存数据库就必须被打包进程序中】

另一种是通过网络框架以 Socket 通信的形式对外提供键值对操作，这种形式可以提供广泛的键值存储服务。在上图中，我们可以看到，网络框架中包括 Socket Server 和协议解析。

Memcached 和 Redis 则是通过网络框架访问。

通过网络框架提供键值存储服务，一方面扩大了键值数据库的受用面，但另一方面，也给键值数据库的性能、运行模型提供了不同的设计选择，带来了一些潜在的问题：

网络连接的处理、网络请求的解析，以及数据存取的处理，是用一个线程、多个线程，还是多个进程来交互处理呢？该如何进行设计和取舍呢？我们一般把这个问题称为 I/O 模型设计。不同的 I/O 模型对键值数据库的性能和可扩展性会有不同的影响。

4.如何定位键值对的位置：

需要查找所要操作的键值对是否存在，这依赖于键值数据库的索引模块。

索引的作用是让键值数据库根据 key 找到相应 value 的存储位置，进而执行操作。

索引的类型有很多，常见的有哈希表、B+ 树、字典树等。不同的索引结构在性能、空间消耗、并发控制等方面具有不同的特征。

mysql使用B+ 树，Memcached 和 Redis 采用哈希表作为 key-value 索引。

一般而言，内存键值数据库（例如 Redis）采用哈希表作为索引，很大一部分原因在于，其键值数据基本都是保存在内存中的，而内存的高性能随机访问特性可以很好地与哈希表 O(1) 的操作复杂度相匹配。

对于 Redis 而言，它的 value 支持多种类型，当我们通过索引找到一个 key 所对应的 value 后，仍然需要从 value 的复杂结构（例如集合和列表）中进一步找到我们实际需要的数据，这个操作的效率本身就依赖于它们的实现结构。

5.存储模块：

1.内存分配器是键值数据库中的一个关键因素。对于以内存存储为主的 Redis 而言，这点尤为重要。Redis 的内存分配器提供了多种选择，分配效率也不一样

2.Redis 也提供了持久化功能。为了适应不同的业务场景，Redis 为持久化提供了诸多的执行机制和优化改进