常见系统设计类问题
1.Tiny Url
2.RateLimit
3.Messenger/Chatroom
4.Stats Server
5.News Feed
6.Web Crawler
7.Location Based Service
8.Web Application
9.Word Count
关系数据库
关系数据库，是建立在关系数据库模型基础上的数据库，借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据，同时也是一个被组织成一组拥有正式描述性的表格，该形式的表格作用的实质是装载着数据项的特殊收集体，这些表格中的数据能以许多不同的方式被存取或重新召集而不需要重新组织数据库表格。关系数据库的定义造成元数据的一张表格或造成表格、列、范围和约束的正式描述。每个表格（有时被称为一个关系）包含用列表示的一个或更多的数据种类。 每行包含一个唯一的数据实体，这些数据是被列定义的种类。当创造一个关系数据库的时候，你能定义数据列的可能值的范围和可能应用于那个数据值的进一步约束。而SQL语言是标准用户和应用程序到关系数据库的接口。其优势是容易扩充，且在最初的数据库创造之后，一个新的数据种类能被添加而不需要修改所有的现有应用软件。目前主流的关系数据库有oracle、db2、sqlserver、sybase、mysql等。
key value 数据库
传统的文件系统中，需要维护目录的层次结构，使用dentry，inode，directory等复杂结构保存元数据的信息；而面对更多定制文件系统的需求，越来越多的系统考虑使用key-value形式保存文件系统中的元数据信息。使用数据库来保存这些元数据的key-value对是一个不错的选择，相比传统的关系型数据库，key-value数据库在这方面更贴近应用需求，因为，保存元数据的数据库往往不会有复杂的关系操作，仅仅需要提供高效的读写性能，可靠性和持久化。例如：
1.Redis
Redis是一个很新的项目。Redis本质上是一个Key-Value类型的内存数据库，很像memcached，整个数据库统加载在内存当中进行操作，定期通过异步操作把数据库数据flush到硬盘上进行保存。因为是纯内存操作，Redis的性能非常出色，每秒可以处理超过 10万次读写操作。Redis的出色之处不仅仅是性能，Redis最大的魅力是支持保存List链表和Set集合的数据结构，而且还支持对List进行各种操作，它的值可以是string，list，sets，或者是ordered sets。例如 从List两端push和pop数据，取List区间，排序等等，对Set支持各种集合的并集交集操作，此外单个value的最大限制是1GB，不像 memcached只能保存1MB的数据，因此Redis可以用来实现很多有用的功能，比方说用他的List来做FIFO双向链表，实现一个轻量级的高性 能消息队列服务，用他的Set可以做高性能的tag系统等等。另外Redis也可以对存入的Key-Value设置expire时间，因此也可以被当作一 个功能加强版的memcached来用。
Redis的主要缺点是数据库容量受到物理内存的限制，不能用作海量数据的高性能读写，并且它没有原生的可扩展机制，不具有scale（可扩展）能力，要依赖客户端来实现分布式读写，因此Redis适合的场景主要局限在较小数据量的高性能操作和运算上。根据Redis的官网测试报告，50个并发请求，10w次访问，写速度为11x10e4/s,读速度为8100次/s.目前使用Redis的网站有 github，Engine Yard。
2.LevelDB
google开发的数据库，LevelDB是一个嵌入式的key-value数据库。它的键和关联值可以是任意的字节数组，并且按照键值排序，排序机制是可以被重载的。数据存储机制非常简单，仅仅支持Put，Get和Delete命令，然后还有前向和后向迭代遍历。数据会自动使用Snappy压缩，这是一个压缩库，Google将其用于BigTable，MapReduce和RPC中，并且宣布开源。LevelDB也有一些局限：不支持 SQL查询和索引，支持多线程单进程访问，并且可以用于嵌入式设备。LevelDB优化了批量写操作。它将多个修改请求有序缓存在内存中，在累计到配置文件预设置的阈值之后再写入到磁盘中。对于顺序和随机写操作，以及顺序读操作来说，它的性能非常优秀，根据Google的性能基准测试，它能在某些测试项目中得分领先SQLite两个数量级。SQLite在随机读操作中比LevelDB稍好，而在写入较大数据的时候速度两倍快于LevelDB。LevelDB同样也表现得比Kyoto Cabinet优秀，Kyoto Cabinet也是一个key-value数据库，不过Google并没有像SQLite那样在所有测试项目中均进行比较。同样，Riak进行了一些测试对比LevelDB和InnoDB，在一些测试项目中，Google的LevelDB要比InnoDB要优秀或者能达到相同性能。LevelDB是使用C++编写，一些外部的依赖库已经成功地移植到Windows、Mac OS X、Android和各种Unix上。在实际的应用中，Chrome的一些实验性版本中已经使用了LevelDB，将其作为IndexDB API的实现。而Riak则将其用于节点级的存储。
网友评论