第二章 boltdb的核心数据结构分析

从一开始，boltdb的定位就是一款文件数据库，顾名思义它的数据都是存储在磁盘文件上的，目前我们大部分场景使用的磁盘还是机械磁盘。而我们又知道数据落磁盘其实是一个比较慢的操作(此处的快慢是和操作内存想对比而言)。所以怎么样在这种硬件条件无法改变的情况下，如何提升性能就成了一个恒定不变的话题。而提升性能就不得不提到它的数据组织方式了。所以这部分我们主要来分析boltdb的核心数据结构。

我们都知道，操作磁盘之所以慢，是因为对磁盘的读写耗时主要包括：寻道时间+旋转时间+传输时间。而这儿的大头主要是在寻道时间上，因为寻道是需要移动磁头到对应的磁道上，通过马达驱动磁臂移动是一种机械运动，比较耗时。我们往往对磁盘的操作都是随机读写，简而言之，随机读写的话，需要频繁移动磁头到对应的磁道。这种方式性能比较低。还有一种和它对应的方式：顺序读写。顺序读写的性能要比随机读写高很多。

因此，所谓的提升性能，无非就是尽可能的减少磁盘的随机读写，更大程度采用顺序读写的方式。这是主要矛盾，不管是mysql的innodb还是boltdb他们都是围绕这个核心来展开的。如何将用户写进来在内存中的数据尽可能采用顺序写的方式放进磁盘，同时在用户读时，将磁盘中保存的数据以尽可能少的IO调用次数加载到内存中，近而返回用户。这里面就涉及到具体的数据在磁盘、内存中的组织结构以及相互转换了。下面我们就对这一块进行详细的分析。

这里面主要包含几块内容：一个是它在磁盘上的数据组织结构page、一个是它在内存中的数据组织结构node、还有一个是page和node之间的相互转换关系。

这里先给大家直观的科普一点：

set操作： 本质上对应的是 set->node->page->file的过程

get操作： 本质上对应的是 file->page->node->get的过程