原po The idea There has been a growing interest in using MongoDB as an in-memory database, meaning that the data is not stored on disk at all. This can be super useful for applications like: a write-heavy cache in front of a slower RDBMS s
原po
The idea
There has been a growing interest in using MongoDB as an in-memory database, meaning that the data is not stored on disk at all. This can be super useful for applications like:
- a write-heavy cache in front of a slower RDBMS system
- embedded systems
- PCI compliant systems where no data should be persisted
- unit testing where the database should be light and easily cleaned
That would be really neat indeed if it was possible: one could leverage the advanced querying / indexing capabilities of MongoDB without hitting the disk. As you probably know the disk IO (especially random) is the system bottleneck in 99% of cases, and if you are writing data you cannot avoid hitting the disk.
One sweet design choice of MongoDB is that it uses memory-mapped files to handle access to data files on disk. This means that MongoDB does not know the difference between RAM and disk, it just accesses bytes at offsets in giant arrays representing files and the OS takes care of the rest! It is this design decision that allows MongoDB to run in RAM with no modification.
How it is done
This is all achieved by using a special type of filesystem called tmpfs. Linux will make it appear as a regular FS but it is entirely located in RAM (unless it is larger than RAM in which case it can swap, which can be useful!). I have 32GB RAM on this server, let’s create a 16GB tmpfs:
<code># mkdir /ramdata # mount -t tmpfs -o size=16000M tmpfs /ramdata/ # df Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/xvde1 5905712 4973924 871792 86% / none 15344936 0 15344936 0% /dev/shm tmpfs 16384000 0 16384000 0% /ramdata</code>
Now let’s start MongoDB with the appropriate settings. smallfiles and noprealloc should be used to reduce the amount of RAM wasted, and will not affect performance since it’s all RAM based. nojournal should be used since it does not make sense to have a journal in this context!
<code>dbpath=/ramdata nojournal = true smallFiles = true noprealloc = true</code>
After starting MongoDB, you will find that it works just fine and the files are as expected in the FS:
<code># mongo MongoDB shell version: 2.3.2 connecting to: test > db.test.insert({a:1}) > db.test.find() { "_id" : ObjectId("51802115eafa5d80b5d2c145"), "a" : 1 } # ls -l /ramdata/ total 65684 -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 local.0 -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 local.ns -rwxr-xr-x. 1 root root 5 Apr 30 15:52 mongod.lock -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 test.0 -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 test.ns drwxr-xr-x. 2 root root 40 Apr 30 15:52 _tmp</code>
Now let’s add some data and make sure it behaves properly. We will create a 1KB document and add 4 million of them:
<code>> str = "" > aaa = "aaaaaaaaaa" aaaaaaaaaa > for (var i = 0; i for (var i = 0; i db.foo.stats() { "ns" : "test.foo", "count" : 4000000, "size" : 4544000160, "avgObjSize" : 1136.00004, "storageSize" : 5030768544, "numExtents" : 26, "nindexes" : 1, "lastExtentSize" : 536600560, "paddingFactor" : 1, "systemFlags" : 1, "userFlags" : 0, "totalIndexSize" : 129794000, "indexSizes" : { "_id_" : 129794000 }, "ok" : 1 }</code>
The document average size is 1136 bytes and it takes up about 5GB of storage. The index on _id takes about 130MB. Now we need to verify something very important: is the data duplicated in RAM, existing both within MongoDB and the filesystem? Remember that MongoDB does not buffer any data within its own process, instead data is cached in the FS cache. Let’s drop the FS cache and see what is in RAM:
<code># echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches # free total used free shared buffers cached Mem: 30689876 6292780 24397096 0 1044 5817368 -/+ buffers/cache: 474368 30215508 Swap: 0 0 0</code>
As you can see there is 6.3GB of used RAM of which 5.8GB is in FS cache (buffers). Why is there still 5.8GB of FS cache even after all caches were dropped?? The reason is that Linux is smart and it does not duplicate the pages between tmpfs and its cache… Bingo! That means your data exists with a single copy in RAM. Let’s access all documents and verify RAM usage is unchanged:
<code>> db.foo.find().itcount() 4000000 # free total used free shared buffers cached Mem: 30689876 6327988 24361888 0 1324 5818012 -/+ buffers/cache: 508652 30181224 Swap: 0 0 0 # ls -l /ramdata/ total 5808780 -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 local.0 -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 local.ns -rwxr-xr-x. 1 root root 5 Apr 30 15:52 mongod.lock -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 16:00 test.0 -rw-------. 1 root root 33554432 Apr 30 16:00 test.1 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:02 test.10 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:03 test.11 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:03 test.12 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:04 test.13 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:04 test.14 -rw-------. 1 root root 67108864 Apr 30 16:00 test.2 -rw-------. 1 root root 134217728 Apr 30 16:00 test.3 -rw-------. 1 root root 268435456 Apr 30 16:00 test.4 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:01 test.5 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:01 test.6 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:04 test.7 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:03 test.8 -rw-------. 1 root root 536608768 Apr 30 16:02 test.9 -rw-------. 1 root root 16777216 Apr 30 15:52 test.ns drwxr-xr-x. 2 root root 40 Apr 30 16:04 _tmp # df Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/xvde1 5905712 4973960 871756 86% / none 15344936 0 15344936 0% /dev/shm tmpfs 16384000 5808780 10575220 36% /ramdata</code>
And that verifies it! :)
What about replication?
You probably want to use replication since a server loses its RAM data upon reboot! Using a standard replica set you will get automatic failover and more read capacity. If a server is rebooted MongoDB will automatically rebuild its data by pulling it from another server in the same replica set (resync). This should be fast enough even in cases with a lot of data and indices since all operations are RAM only :)
It is important to remember that write operations get written to a special collection called oplog which resides in the local database and takes 5% of the volume by default. In my case the oplog would take 5% of 16GB which is 800MB. In doubt, it is safer to choose a fixed oplog size using the oplogSize option. If a secondary server is down for a longer time than the oplog contains, it will have to be resynced. To set it to 1GB, use:
<code>oplogSize = 1000</code>
What about sharding?
Now that you have all the querying capabilities of MongoDB, what if you want to implement a large service with it? Well you can use sharding freely to implement a large scalable in-memory store. Still the config servers (that contain the chunk distribution) should be disk based since their activity is small and rebuilding a cluster from scratch is not fun.
What to watch for
RAM is a scarce resource, and in this case you definitely want the entire data set to fit in RAM. Even though tmpfs can resort to swapping the performance would drop dramatically. To make best use of the RAM you should consider:
- usePowerOf2Sizes option to normalize the storage buckets
- run a compact command or resync the node periodically.
- use a schema design that is fairly normalized (avoid large document growth)
Conclusion
Sweet, you can now use MongoDB and all its features as an in-memory RAM-only store! Its performance should be pretty impressive: during the test with a single thread / core I was achieving 20k writes per second, and it should scale linearly over the number of cores.
原文地址:How to use MongoDB as a pure in-memory DB (Redis s, 感谢原作者分享。

데이터베이스 최적화에서 쿼리 요구 사항에 따라 인덱싱 전략을 선택해야합니다. 1. 쿼리에 여러 열이 포함되고 조건 순서가 수정되면 복합 인덱스를 사용하십시오. 2. 쿼리에 여러 열이 포함되어 있지만 조건 순서가 고정되지 않은 경우 여러 단일 열 인덱스를 사용하십시오. 복합 인덱스는 다중 열 쿼리를 최적화하는 데 적합한 반면 단일 열 인덱스는 단일 열 쿼리에 적합합니다.

MySQL 느린 쿼리를 최적화하려면 SlowQueryLog 및 Performance_Schema를 사용해야합니다. 1. SlowQueryLog 및 Set Stresholds를 사용하여 느린 쿼리를 기록합니다. 2. Performance_schema를 사용하여 쿼리 실행 세부 정보를 분석하고 성능 병목 현상을 찾고 최적화하십시오.

MySQL 및 SQL은 개발자에게 필수적인 기술입니다. 1.MySQL은 오픈 소스 관계형 데이터베이스 관리 시스템이며 SQL은 데이터베이스를 관리하고 작동하는 데 사용되는 표준 언어입니다. 2.MYSQL은 효율적인 데이터 저장 및 검색 기능을 통해 여러 스토리지 엔진을 지원하며 SQL은 간단한 문을 통해 복잡한 데이터 작업을 완료합니다. 3. 사용의 예에는 기본 쿼리 및 조건 별 필터링 및 정렬과 같은 고급 쿼리가 포함됩니다. 4. 일반적인 오류에는 구문 오류 및 성능 문제가 포함되며 SQL 문을 확인하고 설명 명령을 사용하여 최적화 할 수 있습니다. 5. 성능 최적화 기술에는 인덱스 사용, 전체 테이블 스캔 피하기, 조인 작업 최적화 및 코드 가독성 향상이 포함됩니다.

MySQL 비동기 마스터 슬레이브 복제는 Binlog를 통한 데이터 동기화를 가능하게하여 읽기 성능 및 고 가용성을 향상시킵니다. 1) 마스터 서버 레코드는 Binlog로 변경됩니다. 2) 슬레이브 서버는 I/O 스레드를 통해 Binlog를 읽습니다. 3) 서버 SQL 스레드는 데이터를 동기화하기 위해 Binlog를 적용합니다.

MySQL은 오픈 소스 관계형 데이터베이스 관리 시스템입니다. 1) 데이터베이스 및 테이블 작성 : CreateAbase 및 CreateTable 명령을 사용하십시오. 2) 기본 작업 : 삽입, 업데이트, 삭제 및 선택. 3) 고급 운영 : 가입, 하위 쿼리 및 거래 처리. 4) 디버깅 기술 : 확인, 데이터 유형 및 권한을 확인하십시오. 5) 최적화 제안 : 인덱스 사용, 선택을 피하고 거래를 사용하십시오.

MySQL의 설치 및 기본 작업에는 다음이 포함됩니다. 1. MySQL 다운로드 및 설치, 루트 사용자 비밀번호를 설정하십시오. 2. SQL 명령을 사용하여 CreateAbase 및 CreateTable과 같은 데이터베이스 및 테이블을 만듭니다. 3. CRUD 작업을 실행하고 삽입, 선택, 업데이트, 명령을 삭제합니다. 4. 성능을 최적화하고 복잡한 논리를 구현하기 위해 인덱스 및 저장 절차를 생성합니다. 이 단계를 사용하면 MySQL 데이터베이스를 처음부터 구축하고 관리 할 수 있습니다.

innodbbufferpool은 데이터와 색인 페이지를 메모리에로드하여 MySQL 데이터베이스의 성능을 향상시킵니다. 1) 데이터 페이지가 버퍼 풀에로드되어 디스크 I/O를 줄입니다. 2) 더러운 페이지는 정기적으로 디스크로 표시되고 새로 고침됩니다. 3) LRU 알고리즘 관리 데이터 페이지 제거. 4) 읽기 메커니즘은 가능한 데이터 페이지를 미리로드합니다.

MySQL은 설치가 간단하고 강력하며 데이터를 쉽게 관리하기 쉽기 때문에 초보자에게 적합합니다. 1. 다양한 운영 체제에 적합한 간단한 설치 및 구성. 2. 데이터베이스 및 테이블 작성, 삽입, 쿼리, 업데이트 및 삭제와 같은 기본 작업을 지원합니다. 3. 조인 작업 및 하위 쿼리와 같은 고급 기능을 제공합니다. 4. 인덱싱, 쿼리 최적화 및 테이블 파티셔닝을 통해 성능을 향상시킬 수 있습니다. 5. 데이터 보안 및 일관성을 보장하기위한 지원 백업, 복구 및 보안 조치.


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