ZoneTree:高性能ACID兼容的.NET有序键值数据库

程序员咋不秃头 2024-08-18 01:41:29

推荐一个专门针对键值存储的开源数据库。

项目简介

ZoneTree基于.Net开发的开源键值数据库。它以其持久化存储、高性能处理、事务性操作和ACID合规性而著称。ZoneTree能够以内存数据库的形式运行,也可以在本地或云存储上进行数据持久化,提供了灵活性和可扩展性。

项目特点

持久化存储:支持将数据存储在内存中或持久化到本地和云存储,确保数据的安全性和可靠性。

高性能:作为一个高性能数据库,在数据处理上展现出了卓越的性能,特别是在高并发和大数据量处理方面。比Facebook的RocksDB快几倍,比SQLite快几百倍。

事务性操作:支持完整的事务操作,遵循ACID原则,确保数据操作的原子性、一致性、隔离性和持久性。

内存或存储操作:提供了在内存和磁盘之间的灵活选择,以适应不同的应用场景和性能需求。

模式与性能

ZoneTree提供4种WAL模式:

1、同步模式

持久性:提供最大的数据持久性。写入速度:相对较慢。特点:在崩溃或断电情况下,确保已插入的数据不会丢失。

2、同步压缩模式

持久性:相对较低。写入速度:比同步模式快。特点:压缩需要在数据块填满后才能追加到 WAL 文件中。可以设置周期性任务,将未压缩的尾部记录在指定间隔内持久化到单独位置。

3、异步压缩模式

持久性:相对较低。写入速度:比同步模式快。特点:日志条目在单独的线程中排队等待写入,使用 WAL 文件中的压缩,并提供即时的尾部记录持久化。

4、无 WAL 模式

性能:达到最大性能,因为 WAL 被完全禁用。数据存储:数据仍然可以通过树维护者自动或手动保存到磁盘。

以下是不同模式下插入性能:

使用方法

1、基本使用

using var zoneTree = new ZoneTreeFactory<int, string>() .OpenOrCreate();zoneTree.Upsert(39, "Hello Zone Tree");

2、创建数据库

// 设置数据库的存储路径var dataPath = "data/mydatabase";// 使用 using 语句确保 ZoneTree 对象在使用完毕后能够正确关闭using var zoneTree = new ZoneTreeFactory<int, string>() // 设置键的比较器 .SetComparer(new Int32ComparerAscending()) // 设置数据库文件的存储目录 .SetDataDirectory(dataPath) // 设置键的序列化器 .SetKeySerializer(new Int32Serializer()) // 设置值的序列化器 .SetValueSerializer(new Utf8StringSerializer()) // 打开或创建数据库 .OpenOrCreate();// 在数据库中插入或更新键值对,操作是原子的(线程安全的),但是只针对单个可变段zoneTree.Upsert(39, "Hello Zone Tree!");// 尝试在所有段上执行原子添加或更新操作// 如果键存在,则使用提供的函数更新值// 这里的函数将字符串 "a" 与 "b" 拼接zoneTree.TryAtomicAddOrUpdate(39, "a", bool (ref string x) => { x += "b"; // 将 "b" 添加到现有的字符串变量 x 的末尾 return true; // 返回 true 以确认更新 });

3、删除数据

using var zoneTree = new ZoneTreeFactory<int, int>() .SetIsValueDeletedDelegate((in int x) => x == -1) .SetMarkValueDeletedDelegate((ref int x) => x = -1) .OpenOrCreate();

4、遍历获取数据

using var zoneTree = new ZoneTreeFactory<int, int>() .OpenOrCreate(); using var iterator = zoneTree.CreateIterator(); while(iterator.Next()) { var key = iterator.CurrentKey; var value = iterator.CurrentValue; }

5、事务操作

using var zoneTree = new ZoneTreeFactory<int, int>() .OpenOrCreateTransactional(); // 开始一个事务,使用 Fluent 风格的 API 链式调用配置事务的行为。using var transaction = zoneTree .BeginFluentTransaction() // 开始一个新的事务。 // 在事务中执行第一个操作:尝试插入或更新键为 3 的记录,其值为 9。 // UpsertNoThrow 方法用于更新操作,如果更新失败则不抛出异常。 .Do((tx) => zoneTree.UpsertNoThrow(tx, 3, 9)) // 在事务中执行第二个操作:首先尝试获取键为 3 的值。 // TryGetNoThrow 方法尝试获取值,如果操作被中止则返回 IsAborted 为 true。 .Do((tx) => { if (zoneTree.TryGetNoThrow(tx, 3, out var value).IsAborted) // 如果获取操作被中止,则整个事务也中止。 return TransactionResult.Aborted(); // 再次尝试更新键为 3 的记录,其值为 21。 if (zoneTree.UpsertNoThrow(tx, 3, 21).IsAborted) // 如果更新操作被中止,则整个事务也中止。 return TransactionResult.Aborted(); // 如果所有操作都成功,则事务成功。 return TransactionResult.Success(); }) // 设置挂起事务的重试次数为 100。 .SetRetryCountForPendingTransactions(100) // 设置已中止事务的重试次数为 10。 .SetRetryCountForAbortedTransactions(10);// 提交事务,这是一个异步操作,使用 await 关键字等待操作完成。await transaction.CommitAsync();

项目地址

https://github.com/koculu/ZoneTree

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