从LSM-Tree到存储引擎：深入解析LevelDB与RocksDB

一、LSM-Tree：颠覆传统存储的核心设计

LSM-Tree（Log-Structured Merge Tree）是一种通过顺序写优化实现高吞吐写入的存储结构，其核心思想是将随机写转化为顺序写，适用于写多读少场景。其架构包含两大核心组件：

• 内存层（MemTable）：所有写入操作首先进入内存中的跳表结构，保证有序性
• 磁盘层（SSTable）：内存数据达到阈值后，批量刷入磁盘形成不可变的有序文件（Sorted String Table）
  

LSM-Tree通过**分层合并（Compaction）**机制管理磁盘文件：

• Level 0：最新刷入的SST文件（允许重叠）
• Level 1~N：经过合并的SST文件（逐层扩大10倍容量）

这种设计使写入吞吐量可达传统B+树引擎的10倍以上，但代价是读放大（需多级查找）和空间放大（冗余数据暂存）的问题。

LSM-Tree与B+树的对比

维度	LSM-Tree	B+树
写入模式	顺序写入（WAL+MemTable）	原地更新（In-place Update