mongodb底层存储原理是什么

MongoDB底层存储原理

创新互联建站于2013年创立，先为虎林等服务建站，虎林等地企业，进行企业商务咨询服务。为虎林企业网站制作PC+手机+微官网三网同步一站式服务解决您的所有建站问题。

1. 数据模型

MongoDB的数据模型基于文档的概念，每个文档类似于一个JSON对象，可以包含不同的字段和值，这种灵活性允许MongoDB存储多种类型的数据，包括简单的键值对、复杂的嵌套结构以及数组。

2. 文件存储系统

命名空间：MongoDB将数据组织成命名空间，每个命名空间对应一个特定的集合或索引，命名空间的元数据存储在磁盘上的特殊文件中。

Extents：数据实际存储在名为extents的磁盘块中，每个extent是一个连续的磁盘空间，大小通常为2MB或者更大的预定义值。

数据文件：MongoDB使用预分配的文件来存储数据，这些文件以特定的后缀（如.0, .1, .2, 等）命名，并且随着数据的增长自动扩展。

3. 索引

为了提高查询效率，MongoDB允许用户在文档的某些字段上创建索引，索引按B树结构组织，使得查找特定值的操作时间复杂度为O(log n)。

4. 内存管理

缓存：MongoDB使用内存缓存来存储热点数据和索引，减少I/O操作，提高性能，缓存由操作系统的虚拟内存管理器控制。

Journaling：为了确保数据的持久性和一致性，MongoDB采用写日志（journaling）的方式来记录所有的写操作。

5. 数据一致性与复制

MongoDB支持副本集，这是一种数据复制机制，用于实现数据的高可用性、故障转移和读取扩展，副本集中的每个成员都会维护数据集的一个副本，并通过心跳机制同步状态。

6. 分片

对于大型数据库，MongoDB提供了分片功能，允许数据跨多个服务器分布，每个分片负责数据集的一部分，而mongos（路由服务器）负责将请求分发到正确的分片。

7. 事务和锁

MongoDB最初不支持传统意义上的事务，但从版本4.0开始引入了多文档事务，它使用乐观并发控制来处理冲突，并在需要时回滚事务，锁机制用于保护数据的一致性。

8. 容灾与备份

MongoDB提供了多种工具和方法来备份和恢复数据，包括mongodump和mongorestore命令，以及用于点时间恢复的oplog。