了解 Redis 的同学都知道它是一个纯内存的数据库，凭借优秀的并发和易用性打下了互联网项的半壁江山。Redis 之所以高性能是因为它的纯内存访问特性，而这也成了它致命的弱点 —— 内存的成本太高。所以在绝大多数场合，它比较适合用来做缓存，长期不被访问的冷数据被淘汰掉，只有热的数据缓存在内存中，这样就不会浪费太多昂贵的内存空间。 但是 Redis 的诱惑太大了，用它来做持久存储使用起来太方便了。要是内存的价格低廉，真恨不得把所有的数据都堆到 Redis 中，但是技术的选择总是要考虑到现实世界的成本问题。那如何才能享受到 Redis 作为持久层易用性的同时还可以节省内存成本呢？ ## **LevelDB 来了！** 它是 Google 开源的 NOSQL 存储引擎库，是现代分布式存储领域的一枚原子弹。在它的基础之上，Facebook 开发出了另一个 NOSQL 存储引擎库 RocksDB，沿用了 LevelDB 的先进技术架构的同时还解决了 LevelDB 的一些短板。你可以将 RocksDB 比喻成氢弹，它比 LevelDB 的威力更大一些。现代开源市场上有很多数据库都在使用 RocksDB 作为底层存储引擎，比如大名鼎鼎的 TiDB。 ## **Redis 缓存有什么问题？** 当我们将 Redis 拿来做缓存用时，背后肯定还有一个持久层数据库记录了全量的冷热数据。Redis 和持久层数据库之间的数据一致性是由应用程序自己来控制的。应用程序会优先去缓存中获取数据，当缓存中没有数据时，应用程序需要从持久层加载数据，然后再放进缓存中。当数据更新发生时，需要将缓存置为失效。 ~~~js function getUser(String userId) User { User user = redis.get(userId); if user == null { user = db.get(userId); if user != null { redis.set(userId, user); } } return user; } function updateUser(String userId, User user) { db.update(userId, user); redis.expire(userId); } ~~~ 有过这方面开发经验的朋友们就知道写这样的代码还是挺繁琐的，所有的涉及到缓存的业务代码都需要加上这一部分逻辑。 严格来说我们还需要仔细考虑缓存一致性问题，比如在 updateUser 方法中，数据库正确执行了更新，但是缓存 redis 因为网络抖动等原因置为失效没有成功，那么缓存中的数据就成了过期数据。如果你将设置缓存和更新持久存的先后顺序反过来，也还是会有其它问题，这个读者可以自行思考一下。 在多进程高并发场合也会导致缓存不一致，比如一个进程对某个 userId 调用 getUser() 方法，因为缓存里没有，它需要从数据库里加载。结果刚刚加载出来，正准备要设置缓存，这时候发生了内存 fullgc 代码暂停了一会，而正在此时另一个进程调用了 updateUser 方法更新了数据库，将缓存置为失效（其实缓存里本来就没有数据）。然后前面那个进程终于 fullgc 结束要开始设置缓存了，这时候进缓存的就是过期的数据。 ## **LevelDB 是如何解决的？** LevelDB 将 Redis 缓存和持久层合二为一，一次性帮你搞定缓存和持久层。有了 LevelDB，你的代码可以简化成下面这样 ~~~js function getUser(String userId) User { return leveldb.get(userId); } function updateUser(String userId, User user) { leveldb.set(userId, user); } ~~~ 而且你再也不用当心缓存一致性问题了，LevelDB 的数据更新要么成功要么不成功，不存在中间薛定谔状态。LevelDB 的内部已经内置了内存缓存和持久层的磁盘文件，用户完全不用操心内部是数据如何保持一致的。 ## **LevelDB 具体是什么？** 前面我们说道它是一个 NOSQL 存储引擎，它和 Redis 不是一个概念。Redis 是一个完备的数据库，而 LevelDB 它只是一个引擎。如果将数据库比喻成一辆高级跑车，那么存储引擎就是它的发动机，是核心是心脏。有了这个发动机，我们再给它包装上一系列的配件和装饰，就可以成为数据库。不过也不要小瞧了配件和装饰，做到极致那也是非常困难，将 LevelDB 包装成一个简单易用的数据库需要加上太多太多精致的配件。LevelDB 和 RocksDB 出来这么多年，能够在它的基础上做出非常一个完备的生产级数据库寥寥无几。 在使用 LevelDB 时，我们还可以将它看成一个 Key/Value 内存数据库。它提供了基础的 Get/Set API，我们在代码里可以通过这个 API 来读写数据。你还可以将它看成一个无限大小的高级 HashMap，我们可以往里面塞入无限条 Key/Value 数据，只要磁盘可以装下。 正是因为它只能算作一个内存数据库，它里面装的数据无法跨进程跨机器共享。**在分布式领域，LevelDB 要如何大显身手呢？** 这就需要靠包装技术了，在 LevelDB 内存数据库的基础上包装一层网络 API。当不同机器上不同的进程要来访问它时，都统一走网络 API 接口。这样就形成了一个简易的数据库。如果在网络层我们使用 Redis 协议来包装，那么使用 Redis 的客户端就可以读写这个数据库了。 ----- https://zhuanlan.zhihu.com/p/53299778