建立您自己的資料庫 - 第 1 部分

1. 定制資料庫在當今技術環境中的必要性

近年來，開發社群見證了前端框架的爆炸性成長。選擇似乎無窮無盡，新框架定期出現，每個框架都承諾更好的效能、更多功能或增強的開發人員體驗。這種激增凸顯了業界對創建動態和響應式使用者介面的關注。

但是後端呢？雖然有著名的後端框架，如 Express.js（一個經過驗證的選項）、Fastify 和 Hono（個人最喜歡的框架），但其多樣性似乎並不像前端那樣令人難以抗拒。這種差異促使我們考慮資料庫，這是後端開發的關鍵組成部分，通常在幕後運行。

令人驚訝的是，市場上的資料庫比前端框架還多。這種豐富性並不是立即顯而易見的，但當我們考慮不同組織的獨特需求時，就會變得清晰起來。許多公司開發了自己的資料庫來解決現有解決方案無法有效解決的特定挑戰。

例如：

• Facebook 與 Apache Cassandra：開發用於跨多個伺服器處理大量數據，而不會出現單點故障。
• Google with Bigtable：專為 PB 級資料儲存和快速存取而設計，支援 Google 搜尋和 Google Analytics 等服務。
• Amazon 與 DynamoDB：針對高吞吐量工作負載和低延遲效能進行最佳化的可擴充 NoSQL 資料庫服務。
• LinkedIn 與 Voldemort：分散式鍵值儲存系統，旨在實現高可擴充性和容錯能力。
• Apple 的 FoundationDB：專注於 ACID 事務和水平可擴展性的分散式資料庫，為 iCloud 等服務提供堅實的基礎。

這些科技巨頭創建了自訂資料庫，以滿足獨特的效能要求、可擴展性需求，並透過優化其資料儲存解決方案來獲得競爭優勢。

即使您經營的公司規模不是如此之大，了解這些公司為何以及如何建立自己的資料庫也是非常有洞察力的。它強調了根據應用程式的特定需求自訂資料儲存解決方案的重要性。

如果您對建立自己的資料庫的想法感興趣，那麼第一步就是了解資料庫如何在電腦上儲存資料。從根本上講，資料庫管理如何將資料寫入儲存媒體和從儲存媒體讀取資料、如何內部組織資料以及如何有效地檢索和操作資料。

資料庫儲存方法主要有兩種：

• 本機資料庫：獨立系統，例如MySQL 和PostgreSQL。它們作為單獨的伺服器進程運行，應用程式透過網路連接到它們。本機資料庫旨在處理多個並發連接和大量資料。它們提供了廣泛的事務管理、並發控制和資料安全功能。
• 嵌入式資料庫：範例包括SQLite、LevelDB和RocksDB。這些資料庫直接嵌入到應用程式中，在同一進程空間中運行。它們是輕量級的，需要最少的設置，非常適合需要簡單、快速、可靠的方式來儲存資料而無需單獨的資料庫伺服器開銷的應用程式。

透過探索這些概念，您開始了解資料庫架構的建構塊。無論您的目標是為大型應用程式建立資料庫，還是只是滿足您的好奇心，深入研究資料庫的工作原理都可以顯著提高您的開發技能，並為優化應用程式開闢新的可能性。

2. 在本機資料庫和嵌入式資料庫之間進行選擇：基於現有庫進行構建

現在的問題是：您應該使用哪種類型的資料庫 - 本機還是嵌入式？

透過實作 B 樹、雜湊表或 LSM 樹等資料結構在硬體層級編寫程式碼是一項艱鉅的任務，超出了大多數專案的範圍。相反，我們的目標是在現有庫的基礎上構建，以創建適合您需求的解決方案。

鑑於此方法，嵌入式資料庫成為最佳選擇。 MySQL、PostgreSQL 等本機資料庫或 AWS RDS、PlanetScale 或 Neon DB 等託管服務非常強大，旨在解決大規模擴充問題。然而，它們具有設定、維護和網路配置等複雜性，而這些對於您的應用程式來說可能是不必要的。

選擇嵌入式資料庫，您可以：

• 利用現有程式庫：利用完善的資料庫庫，無需重新發​​明輪子。
• 簡化部署：將資料庫直接嵌入到您的應用程式中，無需單獨的伺服器和複雜的配置。
• 高效自訂：專注於建立特定於您的應用程式的功能，而無需處理成熟的本機資料庫的開銷。
• 增強效能：透過消除應用程式和資料庫之間的網路通訊來減少延遲。
• 避免不必要的複雜性：繞過本機資料庫解決的擴充解決方案的複雜性，這可能對您當前的需求來說太過分了。

這種方法使您能夠開發出高效、易於管理且完全符合應用程式特定要求的資料庫解決方案。

結論與第 2 部分的下一步內容

在第一部分中，我們已經確定了您可能想要建立自訂資料庫的原因，並探討了本機資料庫和嵌入式資料庫之間的差異。透過選擇基於嵌入式資料庫和現有庫進行構建，您可以創建量身定制的解決方案，而無需深入研究低階資料結構實現。

在第 2 部分中，我們將深入選擇要使用的特定資料庫庫並定義我們正在建立的範圍。我們將探索 SQLite、LevelDB 和 RocksDB 等選項，討論它們的優點和對不同用例的適用性。此外，我們將概述如何將這些庫整合到您的應用程式中並對其進行自訂以滿足您的獨特要求。

請繼續專注於我們從概念理解過渡到實際實施的過程，為建立不僅滿足您當前需求而且還能適應未來挑戰的資料庫奠定基礎。

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第 2 部分的後續步驟：

• 選擇資料庫：我們將評估不同的嵌入式資料庫以找到最合適的。
• 定義專案範圍：清楚概述我們要建立的目標以及我們需要的功能。
• 整合策略：討論如何將所選資料庫無縫整合到您的應用程式中。
• 客製化技術：探索客製化資料庫庫以更好地滿足您的應用程式需求的方法。
• 效能注意事項：了解如何在特定環境下最佳化速度和效率。

在第 2 部分結束時，您將為實施自訂資料庫解決方案奠定堅實的基礎，使您能夠控制資料儲存和管理策略。

以上是建立您自己的資料庫 - 第 1 部分的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！