FlashDB：超轻量级嵌入式数据库

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简介

FlashDB 是一款超轻量级的嵌入式数据库，专注于提供嵌入式产品的数据存储方案。与传统的基于文件系统的数据库不同，FlashDB 结合了 Flash 的特性，具有较强的性能及可靠性。并在保证极低的资源占用前提下，尽可能延长 Flash 使用寿命。

FlashDB 提供两种数据库模式：

  • 键值数据库 ：是一种非关系数据库，它将数据存储为键值（Key-Value）对集合，其中键作为唯一标识符。KVDB 操作简洁，可扩展性强。
  • 时序数据库 ：时间序列数据库 （Time Series Database , 简称 TSDB），它将数据按照 时间顺序存储 。TSDB 数据具有时间戳，数据存储量大，插入及查询性能高。

使用场景

如今，物联网产品种类越来越多，运行时产生的数据种类及总量及也在不断变大。FlashDB 提供了多样化的数据存储方案，不仅资源占用小，并且存储容量大，非常适合用于物联网产品。下面是主要应用场景：

  • 键值数据库 ：
    • 产品参数存储
    • 用户配置信息存储
    • 小文件管理
  • 时序数据库 ：
    • 存储动态产生的结构化数据：如 温湿度传感器采集的环境监测信息，智能手环实时记录的人体健康信息等
    • 记录运行日志：存储产品历史的运行日志，异常告警的记录等

主要特性

  • 资源占用极低，内存占用几乎为 0 ;
  • 支持 多分区，多实例 。数据量大时，可细化分区，降低检索时间；
  • 支持 磨损平衡 ，延长 Flash 寿命；
  • 支持 掉电保护 功能，可靠性高；
  • 支持 字符串及 blob 两种 KV 类型，方便用户操作；
  • 支持 KV 增量升级 ，产品固件升级后， KVDB 内容也支持自动升级；
  • 支持 修改每条 TSDB 记录的状态，方便用户进行管理；

性能及资源占用

TSDB 性能测试1 （nor flash W25Q64）

  1. msh />tsl bench
  2. Append 1250 TSL in 5 seconds, average: 250.00 tsl/S, 4.00 ms/per
  3. Query total spent 2218 (ms) for 1251 TSL, min 1, max 2, average: 1.77 ms/per

插入平均：4 ms，查询平均：1.8 ms

TSDB 性能测试2 （stm32f2 onchip flash）

  1. msh />tsl bench
  2. Append 13421 TSL in 5 seconds, average: 2684.20 tsl/S, 0.37 ms/per
  3. Query total spent 1475 (ms) for 13422 TSL, min 0, max 1, average: 0.11 ms/per

插入平均：0.37 ms，查询平均：0.12 ms

资源占用 (stm32f4 IAR8.20)

  1.     Module                  ro code  ro data  rw data
  2.     ------                  -------  -------  -------
  3.     fdb.o                     276      232        1
  4.     fdb_kvdb.o              4 584      356        1
  5.     fdb_tsdb.o              1 160      236
  6.     fdb_utils.o               418    1 024

上面是 IAR 的 map 文件信息，可见 FlashDB 的资源占用非常低

支持

support

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许可

采用 Apache-2.0 开源协议，细节请阅读项目中的 LICENSE 文件内容。