https://buvidk1234.github.io/tags/lsm-tree/Recent content in LSM-Tree on 我的技术博客Hugo -- 0.153.0zh-cnSun, 22 Mar 2026 14:14:08 +0800https://buvidk1234.github.io/posts/lsm-tree/Sun, 22 Mar 2026 14:14:08 +0800https://buvidk1234.github.io/posts/lsm-tree/<h2 id="1-概述">1. 概述</h2> <p>LSM-Tree（Log-Structured Merge-Tree）是一种典型的<strong>写优化</strong>存储结构。它的核心思路是：不追求每次写入都直接落到最终有序位置，而是将写入拆成**&ldquo;前台快速落地 + 后台异步整理&rdquo;**两个阶段。</p> <p>设计目标可以归纳为：</p> <ul> <li><strong>顺序化写入</strong>：前台写入以追加为主，避免随机写。</li> <li><strong>后台整理</strong>：异步 Compaction 控制查询路径复杂度。</li> <li><strong>可调节的权衡</strong>：在写吞吐、读延迟和空间占用之间提供调优空间。</li> </ul> <hr> <h2 id="2-整体架构与核心组件">2. 整体架构与核心组件</h2> <p>LSM-Tree 的运行依赖以下组件协同工作：</p> <table> <thead> <tr> <th>组件</th> <th>位置</th> <th>职责</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>WAL（Write-Ahead Log）</td> <td>磁盘</td> <td>写前日志，保证崩溃恢复</td> </tr> <tr> <td>MemTable</td> <td>内存</td> <td>有序表，接收实时写入</td> </tr> <tr> <td>Immutable MemTable</td> <td>内存</td> <td>写满后冻结，等待刷盘</td> </tr> <tr> <td>SSTable</td> <td>磁盘</td> <td>有序、不可变的持久化文件</td> </tr> <tr> <td>Compaction</td> <td>后台任务</td> <td>合并 SSTable，版本收敛与空间回收</td> </tr> </tbody> </table> <p>数据在组件间的流转路径如下：</p> <div class="mermaid">flowchart LR W[Write Request] --> L[Append WAL] L --> M[Insert MemTable] M -->|Threshold reached| IM[Immutable MemTable] IM --> F[Flush to SSTable] F --> C[Compaction] C --> S[(Merged SSTables)]</div><hr> <h2 id="3-写路径">3. 写路径</h2> <p>写入的关键原则是 <strong>&ldquo;先确认可恢复，再确认可查询&rdquo;</strong>。具体步骤：</p> <ol> <li><strong>追加 WAL</strong>——保证持久化，崩溃后可重放。</li> <li><strong>更新 MemTable</strong>——对外可查。</li> <li><strong>冻结 MemTable</strong>——达到阈值后转为 Immutable。</li> <li><strong>Flush 为 SSTable</strong>——后台将 Immutable MemTable 写入磁盘。</li> </ol> <p>这条路径带来的关键特性：</p>