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DDS 4.2及其以上版本切RocksDB存储引擎相关问题Q&A

更新时间:2024-07-03 GMT+08:00

RocksDB和WiredTiger两者有什么区别?

  • 写机制的区别
    • WiredTiger存储引擎的数据结构为B+ tree,落盘数据中一个键(key)对应一个版本号(version),对某一个键(key)进行插入、更新或删除操作都是直接操作对应的数据节点。
    • Rocksdb存储引擎的数据结构为LSM-tree,写数据就像写日志,以追加写的方式进行。落盘数据除了一个键(key),值(value)之外,还有对应的版本号(version)。同一个键(key)在磁盘上有多个版本(version)的数据。业务层的插入、更新、删除操作,在Rocksdb侧都是写操作。这些多版本数据积压到一定阈值后,会触发后台自动归并,对多版本(version)的数据进行合并,这个行为就是RocksDB的Compaction。
  • 数据组织的区别
    • WiredTiger存储引擎中一个集合(collection)的数据或者一个索引的数据对应一个磁盘文件,集合是多大,对应的文件就是多大。
    • RocksDB存储引擎下则没有集合(collection)维度,而是64M一个文件分布在磁盘上。

RocksDB优势在哪里?

表1从开源生态、存储空间、可定制化、内存高压场景、频繁更新删除场景、多表场景六个方面描述了RocksDB对比WiredTiger的优势。

表1 RocksDB与WiredTiger对比

存储引擎

RocksDB

WiredTiger

开源生态

RocksDB相比WiredTiger有更好的开源生态(github stars),一些知名数据库比如TIDB/CRDB/YUGADB都采用了RocksDB做为存储引擎。

开源社区生态不如RocksDB。

存储空间

RocksDB数据写入过程中,部分业务场景会临时保存多个版本的数据,多版本数据会在后续做异步归并为最终版本,因此存储空间可能会存在临时上涨。

WiredTiger落盘只保留最新版本的数据,存储空间消耗相对少。

可定制化

RocksDB性能调优参数较多,支持根据业务的读写能力要求做定制化的参数修改。

WiredTiger性能调优参数较少。

内存高压场景

RocksDB读写性能稳定,不会随着内存压力变化。

WiredTiger需要频繁地刷脏页,进行内存与磁盘数据置换,引起读写性能波动比较大。

频繁更新删除场景

RocksDB在积攒了一定量的新写数据后,会自动异步触发后台compact线程对同一数据的多版本进行归并聚合,释放多余的磁盘空间,因此基本上不会出现磁盘碎片化问题。

WiredTiger在删除数据进行数据多版本归并聚合后,会空余出磁盘空间碎片,并且不会将这部分磁盘空间返回给操作系统,而是留待后续写入使用,磁盘碎片化问题较为明显。

多表场景

RocksDB支持10K以上的表及索引数量。

WiredTiger在表及索引数量达到1K以上时,读写性能会受到影响。

为什么华为云DDS 4.2及其以上版本存储引擎使用RocksDB?

基于表1的描述,对比WiredTiger,RocksDB有多个方面的优势。华为云DDS基于社区更友好的RocksDB存储引擎,通过自研演进版本,完成对MongoDB 4.2、4.4、5.0等多个版本的API兼容。

华为云DDS 4.2及其以上版本将存储引擎切换为RocksDB会对业务产生影响吗?

  • 功能方面:存储引擎是数据库的一个组件,负责管理数据在内存和磁盘中的存储方式。RocksDB和WiredTiger虽然是不同的存储引擎,数据库服务会封装存储引擎,极大兼容社区接口使用方式,开发者使用层面无使用差异感知,业务无差异影响。
  • 性能方面:当前RocksDB存储引擎已经经过长期的社区演进,结合DDS团队对其定制化的开发,性能方面二者切换无明显差异,部分查询场景下RocksDB存储引擎表现更优,存储或计算资源使用方面或存在少量差异。

使用RocksDB存储引擎在典型业务场景下有哪些表现差异与优化建议?

表2描述了RocksDB相较于WiredTiger在一些典型业务场景下的表现差异与优化建议。

表2 典型业务场景下RocksDB的表现差异与优化建议

业务场景

RocksDB的表现差异

优化建议

示例

多文档扫描

RocksDB在文档扫描(docsExamined)多的业务场景下对CPU、IO等资源消耗相较于WiredTiger更多。

建议通过添加适当的索引进行优化,提高扫描效率,降低CPU、IO等资源的消耗。

例如,在coll表A字段没有添加索引的情况下以该字段为条件进行查询:db.coll.find({A: 1})。

使用RocksDB存储引擎的华为云DDS在执行大量增删改操作时,发现监控中出现磁盘来回波动、CPU毛刺的现象,这是为什么?

  • RocksDB存储引擎下,所有的写入均为追加写,不管是更新还是删除,都不会直接修改原数据,而是追加写在尾端,因此同key可能会在磁盘上存在不同版本的值。追加写过程中,同一条数据的多版本同时存在,磁盘容量会上升。
  • 不同版本的值最终会在新写入的数据量到达一定量后触发后台归并,即RocksDB的Compaction动作。归并数据动作是异步操作,当一轮运行结束后会将本轮涉及到的多版本数据进行归并合一,归并后会生成新的单版本数据数据文件,删除老的多版本数据文件,在生成新文件和删除老文件这段过渡期,新老文件会同时存在,即磁盘此时会短暂上涨,归并数据结束后,磁盘容量会即时下降。
  • 归并数据操作本身会占用少量CPU资源,因此可能会出现轻微的CPU毛刺现象。

如果发现磁盘和CPU占用持续过高,请联系华为工程师处理。

DDS 4.2及其以上版本是否支持定制化切换存储引擎?

暂无支持计划,如有变动请关注最新服务公告。

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