问题描述
我有点困惑。我找不到有关如何对已排序字符串表执行范围查询的任何信息。
LevelDB 和 RocksDB 支持范围迭代器，允许您在范围之间进行查询，这非常适合 Nosql。我不明白的是它是如何实现的。
表在内存（和磁盘）中排序 - 什么算法或数据结构允许在范围查询中有效地查询排序字符串表？您是否只是遍历条目并依赖充满数据的缓存行？
通常我会在前面放一个前缀树，这给了我键的索引。但我猜排序字符串表会做一些不同的事情，并以某种方式利用排序。
解决方法
LSM 的每一层（除了第一层）在内部都是按键排序的，所以你可以在每一层中保留一个迭代器，并使用指向字典顺序最小元素的迭代器。一个层的文件在磁盘上看起来像这样：
Layer N
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File1 | File2 | File3 | ... | FileN <- filename
n:File2 |n:File3|n:File4| ... | <- next file
a-af | af-b | b-f | ... | w-z <- key range
---------------------------------------
aaron | alex | brian | ... | walter <- value omitted for brevity,but these are key:value records
abe | amy | emily | ... | xena
... | ... | ... | ... | ...
aezz | azir | erza | ... | zoidberg
---------------------------------------
First Layer (either 0 or 1)
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File1 | File2 | ... | FileK
alex | amy | ... | andy
ben | chad | ... | dick
... | ... | ... | ...
xena | yen | ... | zane
---------------------------------------
...
假设您正在寻找范围 ag-d（独占）中的所有内容。 “范围扫描”只是找到第一个匹配元素，然后迭代层的文件。所以你发现 File2 是第一个包含任何匹配元素的，并扫描到第一个以 'ag' 开头的元素。您遍历 File2，然后查看 File2 (n:File3) 的下一个文件。您检查它包含的键范围并发现它包含您感兴趣的范围中的更多元素，因此您对其进行迭代，直到找到以 'd' 开头的第一个条目。你在每一层都做同样的事情，除了第一层。第一层的文件没有相互排序，但它们是内部排序的，所以你可以为每个文件保留一个迭代器。您还为当前的 memtables 保留了一个（内存数据，仅保存在日志中）。
这永远不会变得太昂贵，因为第一层通常在一个小的恒定阈值上压缩。由于每一层中的文件都是排序的，并且文件也是按键在内部排序的，因此您可以只推进最小的迭代器，直到所有迭代器都用完为止。除了初始搜索之外，每一步都必须查看固定数量的迭代器（假设是一种简单的方法），因此是 O(1)。大多数 LSM 使用块缓存，因此顺序读取通常会在大部分时间命中缓存。
最后但并非最不重要的一点，请注意，这主要是一个概念性的解释，因为大多数实现都有一些额外的技巧，可以使这些事情更高效。无论如何，当您进行主要压缩时，您必须知道哪些数据包含在哪些文件范围中，即将第 N 层合并到第 N + 1 层。甚至文件级操作也可能看起来完全不同：例如，RocksDB 维护一个在每个文件的开头带有键偏移量的粗索引，以避免扫描文件中通常大得多的键/值对部分。