Como o LSM Tree Funciona
O LSM Tree é otimizado para writes rápidos, diferentemente dos bancos de dados relacionais que usam B-Trees, otimizadas para leituras. As escritas são armazenadas em memória (memtable) e, posteriormente, são gravadas no disco como uma Tabela de String Ordenada Imutável (SSTable). Cada SSTable é ordenada e contém pares chave-valor. À medida que mais dados chegam, mais SSTables são criadas e acrescentadas ao LSM Tree, cada uma representando um pequeno subconjunto cronológico das mudanças recebidas.
Desafios e Soluções
No entanto, à medida que as SSTables se acumulam, os tempos de busca aumentam e as entradas desatualizadas ocupam espaço de disco. Para resolver isso, um processo de merging e compação em segundo plano é executado para mesclar SSTables e descartar entradas desatualizadas, recuperando espaço de disco e limitando o número de SSTables a serem pesquisadas.
Estratégias de Compação
Existem duas estratégias de compação amplas: compação tamanho-nivelada (otimizada para throughput de escrita) e compação nivelada (mais otimizada para leitura). A compação organiza as SSTables em níveis, com cada nível ficando cada vez maior à medida que as SSTables do nível acima são mescladas nele.
Otimizações
Para melhorar o desempenho de leitura, algumas otimizações comuns incluem:
* Manter uma tabela de resumo na memória para pular buscas em blocos de disco onde a chave não está presente.
* Usar um filtro de Bloom em cada nível para determinar rapidamente se uma chave existe ou não.
No final, a capacidade do LSM Tree de lidar com alta taxa de escrever e processamento de compação eficiente o torna uma solução atraente para armazenamento e recuperação de dados em larga escala.