磁碟、mysql、redis、hana 的故事！

       我們所接觸到的事物，都有他的同類存在，若有一個同類脫穎而出都可以算是一次革命吧（隨口的，別在意這段話）。硬體裝置的突破，如cpu，記憶體條等；資料的管理技術：人工表管理資料，機器卡片物理管理資料，磁碟管理資料，磁碟管理資料等等，有的因為需求增加，現狀不滿足需求時，就會被動的去更新升級，有的是為了滿足需求更大的需求，也有的提前去挖掘需求，還有的是為了學術研究，突破，探索更深層次的事物。那跟當前所講的故事有啥關係哦。別急，別急，別急，容客官我慢慢述說。

磁碟對於資料儲存的重要性

       我們知道電腦有硬碟的組成，我們的檔案，程式等資料放在硬碟或軟盤中，那我們要拿硬碟或軟盤中的某個檔案的資料時，如在一個檔案中搜尋MmoMartin的字串，就會涉及到磁碟的定址（定址比較好理解，就比如外賣小哥接到外賣單好，帶著外賣送到指定地點，這個客戶的下單地址就是外賣小哥要找的地址，也就是磁碟的定址，然後等待對方領外賣，完成送外賣操作。這個操作涉及兩個時間段：第一個時間段是外賣小哥送達的時間耗時，第二個時間段是等待客戶領外賣的時間耗時。磁碟的定址的響應時間=定址時間+等待時間，一般情況下磁碟的定址是ms級別，記憶體的定址為ns級別，磁碟的吞吐一般在幾百M，快的可以達到幾個G，想深入瞭解的可以去搜尋下磁碟原理）
       回到檔案搜尋MmoMartin的字串，當你開啟一個大小為10G，百G的文字檔案時，若你用txt文件開啟的話，開啟很卡（大家應該遇見過吧），因為其中涉及到磁碟的定址與吞吐，所以慢很正常，開啟都困難了何況搜尋。為了解決這個問題，有多種方案，如： 將很大的檔案拆分成小檔案儲存。以檔案為100G為例，若每個檔案儲存512M的話，需要200個檔案，也就是你需要開啟200個檔案去搜尋MmoMartin這個字串，這種方式比起將100G堆在一個檔案來說，磁碟定址的響應時間是可以縮短。是不是有點麻煩哦，那有沒有更加簡便的方法去實現呢？以下以mysql為例。

mysql儲存資料

       嗯，mysql資料庫是可以讓查詢資料更加快的。那為啥建立索引可以讓他快呢？
       先說快吧，建立索引，可以讓資料搜尋快，其實，mysql的底層實現也是將一個表的資料儲存在類似盒子的東西里面，mysql官方稱datapage，我們就叫它盒子，盒子大小為4KB或8KB或者16KB等（預設盒子大小都為4KB）。首先將表的資料按照切分成盒子這樣大小的資料，很多個，然後放進盒子（這個步驟我們叫它--分流），若單單這樣操作跟磁碟操作一樣，搜尋MmoMartin還是得遍歷啊，對吧，速度也不見長。為了解決讓其快，他將對應的列的資料也拿出來，也放到盒子去，該列所處的盒子會記錄該資料對應分流的哪個盒子，是不是跟key-value很像哦。這樣子是不是可以根據所處的索引列的盒子直接拿分流的盒子了，不用一一去遍歷（拆）分流的盒子了，直接取出分流的盒子，遍歷該盒子的資料就OK了。增加、刪除、修改需要重新建立新的索引的盒子，會導致索引不起作用，這也就是大家常常說增加、刪除、修改會讓索引不起作用。這只是建立了類似key-value，理想情況下，無論分流的資料有多大，只要索引的盒子不被破壞，查詢速度也是那樣快的。那能不能讓mysql更加快呢。

進一步優化mysql的索引

       由於索引列的資料也是放在盒子的，為了在查詢索引的盒子的速度再提升，就有了B+樹的出現了，很多部落格也說了為啥mysql的索引是B+樹的原因，大家可以去看看。mysql的索引機制如圖：

       mysql查詢MmoMartin字串，首先通過B+樹找到索引的盒子，然後通過盒子直接去找分流的盒子，然後遍歷分流盒子的資料，由於mysql是行式儲存（因為每列都帶有資料型別，建表的列時需要指定大小，如下圖），按照每列指定的的大小進行偏移就可以將帶有MmoMartin的該行資料讀取，輸出，這樣就提升了查詢的能力，這也是設計資料庫時為啥要儘量的設計列欄位的大小合適的原因，大的在偏移過程中是需要時間的。若B+樹找索引盒子的演算法是在記憶體進行的，我覺得可以提高一個檔次了。既然記憶體辣麼牛逼，那有沒有直接在記憶體操作的資料庫哦？嗯 ，答案是有的

我是最貴的資料庫--HANA

       嗯，確實是存在記憶體的資料庫，為了讓資料讀寫更快以及知道記憶體的讀寫時ns級別的，有個公司發明了一個資料庫，該資料庫是直接在記憶體執行的，那就是HANA，但是造價相當相當的貴哦，記憶體最小貌似2T，資料的操作無需放到硬碟，直接儲存在記憶體，使用者可以直接對大量實時業務資料進行查詢和分析，而不需要對業務資料進行建模、聚合，被稱為HANA(High-Performance Analytic Appliance)高效能分析裝置，他們的裝置一般都是整包出售的，ERP系統，伺服器等，售價大概在幾個億吧。既然這麼貴，很多人用不起啊，那有沒有一個工具也是記憶體讀寫資料，又便宜的資料儲存的工具哦，嗯，也有，可見人腦因為需求，變得多聰明哦。

我開源，我也是使用記憶體的儲存資料的--Redis

       由於mysql是跟磁碟打交道，速度有時跟不上，hana是跟記憶體打交道但是太貴了，用不起，於是有人就發明了redis這個工具，也正是redis的開源，免費，高併發，速度快，才得以生存。當你的計算部分需要高速執行時，可以交給redis操作，這樣你的程式可以變得更快。redis是直接佔用記憶體，計算的操作也是記憶體，速度也就快了。當併發情況下，請求同一資源時，mysql需要開啟事務，結束事務操作（事務鎖，告訴其他人該shi坑我佔用了，其他人等待），才能保證資料的準確性，但是redis不需要，直接在記憶體操作，沒有涉及鎖不鎖的問題，資料直接更新，下個人拿的資料就是最新的資料，速度上也就快了。redis可以單獨拎出來講。

以上有說的不對的地方請指正，謝謝！