Bigtable
| Developer(s) | |
|---|---|
| Initial release | 2005年 |
| Repository |
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| Engine | |
| Operating system | 跨平台 |
| Type | NoSQL数据库 |
| License | 专有 |
| Website | https://research.google/pubs/pub27898/ |
Bigtable是Google开发的专有分布式存储系统，用于管理结构化数据，旨在扩展到PB级数据量。它结合了分布式系统和非关系型数据库的特点，为Google的许多核心服务提供支持。
概述[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable是一个高性能的、可扩展的键值存储系统，具有以下关键特性：
- 分布式架构：数据自动分片并分布在多个服务器上
- 列式存储：数据按列族组织，支持高效查询
- 时间维度：每个数据单元都有多个时间戳版本
- 高可用性：通过数据复制实现容错
- 强一致性：提供强一致性的读写语义
系统架构[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable采用三层架构设计：
客户端库[编辑 | 编辑源代码]
提供应用程序接口，处理与服务器的通信
主服务器(Master Server)[编辑 | 编辑源代码]
负责：
- 分配Tablet（数据分片）到Tablet服务器
- 检测Tablet服务器的添加和删除
- 负载均衡
- 处理模式变更（如表创建）
Tablet服务器[编辑 | 编辑源代码]
负责：
- 处理对Tablet的读写请求
- 分割过大的Tablet
依赖系统[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable依赖于：
- Google文件系统(GFS)：用于持久化存储数据
- Chubby：分布式锁服务，用于主服务器选举和引导
数据模型[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable的数据模型可以表示为： 解析失败 (语法错误): {\displaystyle (row:string, column:string, time:int64) → string}
主要概念包括：
- 行键(Row Key)：任意字符串，按字典序排列
- 列族(Column Family)：列的集合，存储和访问控制的基本单位
- 时间戳(Timestamp)：64位整数，用于版本控制
实现细节[编辑 | 编辑源代码]
存储结构[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable使用SSTable(Sorted String Table)格式存储数据，具有以下特点：
- 不可变的有序键值映射
- 支持高效的范围查询
- 定期合并以减少文件数量
压缩[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable采用多级压缩策略：
- Minor Compaction：将内存中的MemTable写入GFS
- Merging Compaction：合并多个SSTable
- Major Compaction：完全重写所有SSTable
应用案例[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable被用于多个Google核心服务：
- Google搜索：存储网页索引
- Google地图：存储地理数据
- Google Analytics：存储用户分析数据
- Gmail：存储部分用户数据
与HBase的关系[编辑 | 编辑源代码]
HBase是Bigtable的开源实现，具有类似的架构和数据模型，但运行在Hadoop生态系统上。主要差异包括：
性能特点[编辑 | 编辑源代码]
Bigtable的设计使其特别适合：
- 高吞吐量的批处理作业
- 低延迟的数据访问
- 大规模数据存储（PB级以上）
- 需要灵活模式的应用