wildcat：高性能嵌入式键值数据库

wildcat：高性能嵌入式键值数据库

wildcat Embedded database for highly concurrent, transactional log-structured key-value storage. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/wild/wildcat

项目介绍

wildcat 是一个用 Go 语言编写的高性能嵌入式键值数据库（或存储引擎），具备与 C 语言互操作的能力。该项目采用了现代数据库设计理念，如 LSM（Log-Structured Merge）树架构、MVCC（多版本并发控制）以及无锁数据结构，为关键路径提供卓越的读写性能，同时通过自动后台操作实现即时一致性和耐用性。

项目技术分析

wildcat 的核心是 LSM 树架构，这种设计优化了写入密集型工作负载，使得数据库能够高效处理大量的写入操作。此外，它还实现了 mostly lock-free 的 MVCC，在关键路径上最小化阻塞，确保了高吞吐量和低延迟。以下是 wildcat 的一些关键技术特点：

• LSM 树架构：优化写入性能，通过将数据首先写入内存中的 Memtable，然后转换为不可变的 SSTable 并存储到磁盘上。
• MVCC：多版本并发控制，允许并发读写操作，而不会相互阻塞。
• WAL 日志：捕获完整的事务状态，用于恢复和数据重置。
• 跳表：用于内存中的 MVCC 访问，提供快速的数据检索。
• 线程安全的写操作：通过原子协调机制确保数据一致性。
• 可扩展设计：具备后台刷新器和压缩器，以适应不同规模的数据。
• 并发块存储：利用直接、基于偏移量的文件 I/O，优化性能。
• 原子 LRU 缓存：管理活跃的块句柄。
• 快照隔离的 MVCC：基于时间戳的读取操作，确保数据的一致性。

项目技术应用场景

wildcat 适用于需要嵌入式数据库的场景，特别是那些对性能有严格要求的应用，如：

• 物联网设备：需要实时处理和存储大量数据的边缘设备。
• 移动应用：在移动设备上提供快速、可靠的本地数据存储。
• 实时系统：处理高速数据流的系统，如股票交易、在线游戏等。
• 分布式系统：作为单节点存储引擎，为分布式系统提供数据存储。

项目特点

以下是 wildcat 的一些显著特点：

1. 高度优化的写入性能：LSM 树架构使得 wildcat 在写入操作上表现出色，适合写入密集型工作负载。
2. 无锁设计：mostly lock-free 的 MVCC 和无锁数据结构减少了阻塞，提高了事务吞吐量。
3. 数据一致性：快照隔离的 MVCC 确保即使在并发环境下也能保持数据的一致性。
4. 灵活的耐用性配置：支持不同的耐用性级别，从最快（无耐用性）到最耐用（全耐用性）。
5. 自动后台操作：自动的多线程后台压缩和刷新操作，无需手动干预。
6. ACID 事务支持：提供 ACID 事务保证，支持可配置的耐用性。
7. 丰富的迭代功能：支持全迭代、范围迭代和前缀迭代，以及双向迭代能力。
8. 高性能：由于无锁设计和优化的存储引擎，wildcat 在每秒事务吞吐量和低延迟方面表现出色。

通过这些特点，wildcat 成为了一个强大的嵌入式数据库解决方案，适用于多种需要高性能数据存储的场景。无论是边缘计算、移动应用还是实时系统，wildcat 都能提供稳定、高效的数据管理能力。

wildcat Embedded database for highly concurrent, transactional log-structured key-value storage. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/wild/wildcat