# LSM 树 # 什么是 LSM 树 LSM 树具有以下 3 个特点： 将索引分为内存和磁盘两部分，并在内存达到阈值时启动树合并（Merge Trees）； 用批量写入代替随机写入，并且用预写日志 WAL...LSM 树的这些特点，使得它相对于 B+ 树，在写入性能上有大幅提升。所以，许多 NoSQL 系统都使用 LSM 树作为检索引擎，而且还对 LSM 树进行了优化以提升检索性能。...因此，LSM 树至少需要由两棵树组成，一棵是存储在内存中较小的 C0 树，另一棵是存储在磁盘中较大的 C1 树。...解决方案就是：LSM 树（Log Structured Merge Trees）。...# 参考资料 检索技术核心 20 讲 数据结构 树 LSM 树
LSM(Log Structured Merged Tree)树一般用在写多读少的场景，比如日志类型的数据，是HBase、 Cassandra、 LevelDB、 RocksDB 以及 ClickHouse...typical LSM backed system ?...SSTable (Sorted String Table) LSM-Tree的优点和缺点 与B-tree系列数据结构相比，LSM的写性能提升10作用倍，读性能降低10倍左右（但是使用布隆过滤器Bloom...Trees: What Powers Write-Heavy Databases LSM 树详解 平衡二叉树、B树、B+树、B*树 理解其中一种你就都明白了 一文了解数据库索引：哈希、B-Tree 与...LSM 深入理解什么是LSM-Tree 日志结构的合并树 The Log-Structured Merge-Tree LSM-tree vs B-tree
这就是B+树的原理，但是写起来就很糟糕，因为会产生大量的随机IO，磁盘寻道速度跟不上。 关于b树 B+树最大的性能问题是会产生大量的随机io。随着新数据的插入，叶子节点会慢慢分裂。...关于lsm树 LSM 树本质上是读写之间的平衡。与B+树相比，它牺牲了部分读取性能来提高写入性能。...读取的时候，因为我们不知道数据在哪棵树上，所以必须遍历所有的树，但是每棵树中的数据都是有序的。...以上就是LSM树最本质的原理，有了原理，再看具体的技术就很简单了： 关于lsm内存结构，可以是B+树，还可以为跳跃表（skip-list）或是一个有序字符串表（SSTables）。...如上所述，LSM 树只是一堆小树。内存中的小树叫做memstore。每次flush时，内存中的 memstore 都会成为磁盘上的storefile。 为什么有一个compact过程？ 这很简单。
本文先由B+树来引出对LSM树的介绍，然后说明HBase中是如何运用LSM树的。 回顾B+树 为什么在RDBMS中我们需要B+树（或者广义地说，索引）？一句话：减少寻道时间。...日志结构合并树（LSM Tree）就是作为B+树的替代方案产生的。 认识LSM树 LSM树实际上不是一棵树，而是2个或者多个树或类似树的结构（注意这点）的集合。...下图示出最简单的有2个结构的LSM树。 （上图中，少了一个字母D） 在LSM树中，最低一级也是最小的C0树位于内存里，而更高级的C1、C2...树都位于磁盘里。...HBase中的LSM树 在之前的学习中，我们已经了解HBase的读写流程与MemStore的作用。MemStore作为列族级别的写入和读取缓存，它就是HBase中LSM树的C0层。...HFile就是LSM树中的高层实现。
本文先由B+树来引出对LSM树的介绍，然后说明HBase中是如何运用LSM树的。 回顾B+树 为什么在RDBMS中我们需要B+树（或者广义地说，索引）？一句话：减少寻道时间。...日志结构合并树（LSM Tree）就是作为B+树的替代方案产生的。...认识LSM树 LSM树由Patrick O'Neil等人在论文《The Log-Structured Merge Tree》中提出，它实际上不是一棵树，而是2个或者多个树或类似树的结构（注意这点）的集合...下图示出最简单的有2个结构的LSM树。 ? 在LSM树中，最低一级也是最小的C0树位于内存里，而更高级的C1、C2...树都位于磁盘里。...HFile就是LSM树中的高层实现。
关于LSM树 LSM树，即日志结构合并树(Log-Structured Merge-Tree)。其实它并不属于一个具体的数据结构，它更多是一种数据结构的设计思想。...大多NoSQL数据库核心思想都是基于LSM来做的，只是具体的实现不同。所以本来不打算列入该系列，但是有朋友留言了好几次让我讲LSM树，那么就说一下LSM树。...随机读写比顺序读写慢很多，为了提升IO性能，我们需要一种能将随机操作变为顺序操作的机制，于是便有了LSM树。LSM树能让我们进行顺序写磁盘，从而大幅提升写操作，作为代价的是牺牲了一些读性能。...LSM树原理 LSM树由两个或以上的存储结构组成，比如在论文中为了方便说明使用了最简单的两个存储结构。...关于优化措施 本文用图阐述LSM的基本原理，但实际项目中其实有很多优化策略，而且有很多针对LSM树优化的paper。
今天我们聊聊 LSM 树。...可能这是你第一次听说 LSM 树，但 LSM 树其实已经是我们的老朋友了，大多数 NoSQL 如 HBase、LevelDB、Cassandra、RocksDB 等底层都有 LSM 树的身影。...LSM 树的架构与优势LSM 树的优点就是写入速度快，写入快的秘密在于 LSM 树利用了磁盘的顺序写，这使得 NoSQL 的性能优于关系型数据库。...下图是 LSM 树的逻辑示意图，LSM 树是一个多层结构，自上而下存储的数据越来越多。...总结今天我们聊了 LSM 树的相关知识，我们首先介绍了 LSM 树的原理，其实 LSM 并不是树，而是一个多层的读写流程，LSM 树本身是为了解决快速写入的问题而设计的，LSM 树利用了磁盘的顺序读写能力
使用过hbase、cassandra之类nosql数据库的小伙伴对LSM树结构应该有所耳闻，那么这种数据结构有哪些优劣势呢，本文做下简单介绍。...LSM（全称：Log-Structured Merge Tree）是一种广泛应用于现代数据库和存储系统的数据结构，尤其适合于写密集型应用场景。...想象一下LSM如同一个高效的图书馆管理系统，我们通过它的优势与劣势来形象生动地描述这一概念。...高效查询：尽管书籍的最终位置可能在多次合并后才确定，但LSM通过维护一个指向书籍最新位置的索引（内存索引），让读者（查询）能迅速找到所需书籍，保证了查询的效率。...空间开销：LSM的后台合并过程会产生一定的空间冗余，就像图书馆在整理书籍时，旧的索引卡可能还在，新的索引卡已生成，这期间会有数据的重复存储。
，也就是用的 LSM 树。...2 LSM 树算法大概思路 LSM 树由两个或多个树状的结构组成。...这一节我们以两个树状的结构构成的简单的双层 LSM 树举例，来简单说下 LSM 树大概思路，让大家对 LSM 树实现有个整体的认识。...5 LSM 树的插入、修改、删除 从 LSM 树的名字，Log-Structured-Merge-Tree 日志结构合并树中我们大概就能知道 LSM 树的插入、修改、删除的方法了——顺序追加而非修改(对磁盘操作而言...查找时， LSM 树需要遍历所有层次的树，查找效率上要低于 B+ 树，但 LSM 树写入时节省的磁盘资源占用，可以一定程度上弥补读效率上的差距。
LSM树(Log-Structured-Merge-Tree)的名字往往会给初识者一个错误的印象，事实上，LSM树并不像B+树、红黑树一样是一颗严格的树状数据结构，它其实是一种存储结构，目前HBase...,LevelDB,RocksDB这些NoSQL存储都是采用的LSM树。...LSM树的核心特点是利用顺序写来提高写性能，但因为分层(此处分层是指的分为内存和文件两部分)的设计会稍微降低读性能，但是通过牺牲小部分读性能换来高性能写，使得LSM树成为非常流行的存储结构。...1、LSM树的核心思想 如上图所示，LSM树有以下三个重要组成部分： 1) MemTable MemTable是在内存中的数据结构，用于保存最近更新的数据，会按照Key有序地组织这些数据，LSM树对于具体如何组织有序地组织数据并没有明确的数据结构定义...3、总结 LSM树是非常值得了解的知识，理解了LSM树可以很自然地理解Hbase，LevelDb等存储组件的架构设计。
前言：最近在了解大数据实时分析技术druid,究其原理时发现用到了类LSM树思想以实现高效的数据插入，于是展开了对LSM的了解，了解之后感觉这东西虽然也并没有很特别，但在大数据、分布式架构中的应用还是非常有价值的...应用实例主要为关系型数据库mysql/mongodb等 LSM树（Log-Structured Merge Tree）存储引擎和B树存储引擎一样，同样支持增、删、读、改、顺序扫描操作。...当然凡事有利有弊，LSM树和B+树相比，LSM树牺牲了部分读性能，用来大幅提高写性能。...前面提到HBase用到了LSM树思想，下面以其为例简单做下图解： hbase.png LSM思想中的两个要点：“拆分小树”、“合并大树”，在HBase中如何体现呢： 数据插入不是直接写到磁盘，而是先写入内存...通过以上的分析，应该知道LSM树的由来了，LSM树的设计思想非常朴素：将对数据的修改增量保持在内存中，达到指定的大小限制后将这些修改操作批量写入磁盘，不过读取的时候稍微麻烦，需要合并各个磁盘中历史数据和内存中最近修改操作
LSM树的原理 LSM树是一种用于高性能数据存储的数据结构，其核心思想是优化写入操作，特别是在磁盘或闪存存储上。...LSM树的使用场景 现在，让我们探讨LSM树在不同使用场景中的应用： 2.1 分布式数据库系统 分布式数据库系统需要高性能的写入操作，以处理大量的事务和数据更新。...写入性能： LSM树：LSM树在写入性能上非常出色。它采用追加写入的方式，将新数据追加到写入日志中，然后通过合并操作将数据批量写入磁盘。...B+树：B+树不需要类似的合并操作，因为它们的结构不会导致数据碎片。 5. 使用场景的不同： LSM树：LSM树通常适用于写入密集的工作负载，如分布式数据库、日志存储和时间序列数据。...根据工作负载的特点，可以选择LSM树来获得高写入性能，或选择B+树来获得高读取性能。 结论 LSM树是一种高性能的数据存储结构，通过优化写入操作，使其在众多应用场景中得以广泛应用。
LevelDB 整个库的代码只有几百 KB，所以我去研究了 LSM 树的代码实现，总结了这篇文章，带你了解 LSM 树的设计原理。 什么是 LSM 树呢？...综上，B 树的难点在于平衡性维护和并发控制，一般用在读多写少的场景。 LSM 树是数据不可变的代表结构。你只能在尾部追加新数据，不能修改之前已经插入的数据。...后面我会讲讲真正的 LSM 树如何针对读场景进行优化，但再怎么优化，肯定也达不到 B 树的读取效率。 同时，LSM 树还有一个明显弊端就是存在空间放大。...LSM 树不可能向 B 树那样维护所有数据的有序性，但可以维护局部数据的有序性，从而一定程度提升读性能。 LSM 树的设计 就我的理解，LSM 树其实不是一种数据结构，而是一种存储方案。...这样，借助 LSM 树的层级结构和SSTable的有序性，就能利用二分搜索提升查找效率，避免线性查找键值对。
下图是最简单的二层LSM Tree. ?...图来自lsm论文 lsm tree，理论上，可以是内存中树的一部分和磁盘中第一层树做merge，对于磁盘中的树直接做update操作有可能会破坏物理block的连续性，但是实际应用中，一般lsm有多层，...LSM树相比于B+树（大量的叶节点操作，不仅支持单条记录的增、删、读、改操作，还支持顺序扫描（B+树的叶子节点之间的指针）， 对B树的写入过程是一次原位写入的过程，主要分为两个部分，首先是查找到对应的块的位置...LSM树原理把一棵大树拆分成N棵小树，它首先写入内存中，随着小树越来越大，内存中的小树会flush到磁盘中，磁盘中的树定期可以做merge操作，合并成一棵大树，以优化读性能。...总结为，LSM树并不是像B+树单次在磁盘寻址，根据索引来进行写入。而是大量堆集内存，达到一定阈值后，写入磁盘，因为是批量处理，磁盘IO对其性能影响很小，对写操作的性能大大提升。
在内存中，bitcask采用了一种叫做ART 树来存储索引，它是一种前缀树的变形，此处我们不对ART树展开做介绍，感兴趣的读者可以自行查找资料学习。这种树主要有以下三个特点： 1....ART树能够比普通的前缀树更好的对数据进行压缩，因此在保存相同数据的情况下，所占用的空间更少。 2. ART树这种数据结构，其本身操作(增删改查)的时间复杂度近似于hash表。 3....ART树本身能支持前缀查找(可以看做前缀排序)的特性。...因为bitcask的索引是存储在内存的(每次关闭一个数据文件时，会将索引也更新一份到磁盘文件)，所以它正是看中了ART 树的上述几个特点，所以才选择该种数据结构来存储索引。...然后不同的存储模型在具体存储时会有差异，当存储数据量很大时，索引本身的数据也很大很占空间，比如lsm hash采用ART树来节约存储空间。
前言：最近在了解学习 Rocksdb，在学习过程中发现里面挺多东西的，LSM树就是其中一环，于是乎就有了这篇文章。...，全称 Log-Structured-Merge-Tree，即日志结构合并树很多 NoSQL 存储都是采用 LSM 树进行支撑的，如 HBase、LevelDB、RocksDB 等它的核心其实是牺牲部分读性能...（存储分层设计），追求更好的写性能（顺序写）那么问题来了，LSM 树究竟是要解决什么问题而提出的呢？...LSM 使用场景知道了 LSM 树的特点后，基于 LSM 的存储引擎会用来做什么，其实并不难猜出来，即写多读少（相对而言）的场景，比如说：日志系统推荐系统海量数据存储数据分析......这些场景都是会有一定规模的数据量写入...更多关于磁盘 IO 的知识，这里就不再展开了，感兴趣的可以自己再去了解一下LSM 的核心模块要想理解 LSM 树的读写原理，要先了解它的一些核心模块。
这篇论文提到 BigTable 单机上所使用的数据结构就是 LSM。...简单地说，LSM 的设计目标是提供比传统的 B+ 树更好的写性能。LSM 通过将磁盘的随机写转化为顺序写来提高写性能 ，而付出的代价就是牺牲部分读性能、写放大（B+树同样有写放大的问题）。...LSM 相比 B+ 树能提高写性能的本质原因是：外存——无论磁盘还是 SSD，其随机读写都要慢于顺序读写。 优化写性能 如果我们对写性能特别敏感，我们最好怎么做？...优化读性能 如果我们对读性能特别敏感，一般我们有两种方式： 有序存储，比如 B+ 树，SkipList 等。 Hash 存储 —— 不支持范围操作，适用范围有限。...以 LevelDB 为代表的 LSM 存储引擎给出了一个参考答案。注意，LevelDB 实现的是优化后的 LSM，原始的 LSM 可以参考论文。下面的讨论主要以 LevelDB 为例子。
快速SECCOMP入门 为什么不能只使用LSM？ 为什么不能只使用seccomp？ 结论 假设你已经了解了LSM内核安全模块，也知道如何使用它们加固系统的安全。...你可能非常想知道，LSM和Seccomp有什么区别？为什么不能将Seccomp设计为LSM模块？什么时候使用Seccomp？接下来，且听我娓娓道来。...Secomp和LSM都可以让内核限制进程与系统的交互，但却有大大的不同。也就是说，Seccomp限制进程发起的系统调用，而LSM控制对内核对象的访问。...为什么不能只使用LSM？ LSM和seccomp都是增加系统安全的工具。LSM实现的是强制访问控制（MAC），保护的内核对象是：文件，inode，task_struct，IPC数据结构。...但是，通过LSM实现相同的功能就会非常复杂，因为进程的标准输出可能会重定向到不同内核对象（设备，文件，管道），而LSM本身又没有提供将这些对象映射到文件描述符的方法。
3.5 MySIAM与InnoDB的B+树 3.5.1 MySIAM索引实现 3.5.2 InnoDB索引实现 4. LSM树 4.1 LSM树与其他结构对比 5. 总结 | Ref 1....LSM树 日志结构的合并树（LSM-tree）是一种基于硬盘的数据结构，与B+tree相比，能显著地减少硬盘磁盘臂的开销，并能在较长的时间提供对文件的高速插入（删除）。...然而LSM-tree在某些情况下，特别是在查询需要快速响应时性能不佳。通常LSM-tree适用于索引插入比检索更频繁的应用系统。 LSM树核心思想的核心就是放弃部分读能力，换取写入的最大化能力。...当然凡事有利有弊，LSM树和B+树相比，LSM树牺牲了部分读性能，用来大幅提高写性能。 上面三种引擎中，LSM树存储引擎的代表数据库就是HBase。和B+树不同的是，LSM树的索引对写入请求更友好。...LSM树和B+树的差异主要在于读性能和写性能进行权衡。在牺牲的同时寻找其余补救方案： LSM具有批量特性，存储延迟。当写读比例很大的时候（写比读多），LSM树相比于B树有更好的性能。
通过个人一段时间的探索和学习，决定以lsm tree作为切入点，先介绍lsm tree原理(因为只要深刻理解了lsm tree，然后再来看其他类lsm的存储模型，很容易掌握),然后在介绍其他lsm派系的存储模型思想...本系列总共包含三部分内容，分上下篇来介绍： 上篇： 1.用最直观的方式理解lsm tree 2.学术界提出的lsm tree 下篇： 3.lsm派系存储引擎 4.总结 第一部分主要通过个人理解来阐述lsm...下篇链接如下： lsm派系(不仅lsm tree)存储模型概述(下篇) 1. 用最直观的方式理解lsm tree 这一部分主要介绍三块内容。首先回答一个问题：为什么会有lsm tree。...兼顾排序及时间复杂度，我们可选的数据结构有：avl树、红黑树、b树、b+树、跳表等。...一般选择跳表或者红黑树等有序数据结构实现。 2.
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