文档
https://github.com/google/leveldb
https://github.com/google/leveldb/blob/main/doc/index.md
leveldb-handbook 基本概念
https://leveldb-handbook.readthedocs.io/zh/latest/basic.html
[LevelDB] 开篇：初学乍练——LevelDB初识
https://zhuanlan.zhihu.com/p/203578801
Leveldb 基本介绍和使用指南
https://zhuanlan.zhihu.com/p/322520485
初识LevelDB
https://overstars.github.io/2025/01/20/工具软件使用手册/初识LevelDB/
简介1
leveldb是一个写性能十分优秀的存储引擎，是典型的LSM树(Log Structured-Merge Tree)实现。LSM树的核心思想就是放弃部分读的性能，换取最大的写入能力。
LSM树写性能极高的原理，简单地来说就是尽量减少随机写的次数。
对于每次写入操作，并不是直接将最新的数据驻留在磁盘中，而是将其拆分成
（1）一次日志文件的顺序写
（2）一次内存中的数据插入。
leveldb正是实践了这种思想，将数据首先更新在内存中，当内存中的数据达到一定的阈值，将这部分数据真正刷新到磁盘文件中，因而获得了极高的写性能（顺序写60MB/s, 随机写45MB/s）。
在本文中，将介绍一下leveldb的基本架构、概念。
leveldb中主要由以下几个重要的部件构成：
memtable
immutable memtable
log(journal)
sstable
manifest
current
### memtable
之前提到，leveldb的一次写入操作并不是直接将数据刷新到磁盘文件，而是首先写入到内存中作为代替，memtable就是一个在内存中进行数据组织与维护的结构。
memtable中，所有的数据按用户定义的排序方法排序之后按序存储，等到其存储内容的容量达到阈值时（默认为4MB），便将其转换成一个不可修改的memtable，
与此同时创建一个新的memtable，供用户继续进行读写操作。
memtable底层使用了一种跳表数据结构，这种数据结构效率可以比拟二叉查找树，绝大多数操作的时间复杂度为O(log n)。
### immutable memtable
memtable的容量到达阈值时，便会转换成一个不可修改的memtable，也称为immutable memtable。
这两者的结构定义完全一样，区别只是immutable memtable是只读的。
当一个immutable memtable被创建时，leveldb的后台压缩进程便会将利用其中的内容，创建一个sstable，持久化到磁盘文件中。
###log
leveldb的写操作并不是直接写入磁盘的，而是首先写入到内存。
假设写入到内存的数据还未来得及持久化，leveldb进程发生了异常，抑或是宿主机器发生了宕机，会造成用户的写入发生丢失。
因此leveldb在写内存之前会首先将所有的写操作写到日志文件中，也就是log文件。当以下异常情况发生时，均可以通过日志文件进行恢复：
写log期间进程异常；
写log完成，写内存未完成；
write动作完成（即log、内存写入都完成）后，进程异常；
Immutable memtable持久化过程中进程异常；
其他压缩异常（较为复杂，首先不在这里介绍）；
当第一类情况发生时，数据库重启读取log时，发现异常日志数据，抛弃该条日志数据，即视作这次用户写入失败，保障了数据库的一致性；
当第二类，第三类，第四类情况发生了，均可以通过redo日志文件中记录的写入操作完成数据库的恢复。
每次日志的写操作都是一次顺序写，因此写效率高，整体写入性能较好。
此外，leveldb的用户写操作的原子性同样通过日志来实现。
###sstable
虽然leveldb采用了先写内存的方式来提高写入效率，但是内存中数据不可能无限增长，且日志中记录的写入操作过多，会导致异常发生时，恢复时间过长。
因此内存中的数据达到一定容量，就需要将数据持久化到磁盘中。除了某些元数据文件，leveldb的数据主要都是通过sstable来进行存储。
虽然在内存中，所有的数据都是按序排列的，但是当多个memetable数据持久化到磁盘后，对应的不同的sstable之间是存在交集的，
在读操作时，需要对所有的sstable文件进行遍历，严重影响了读取效率。
因此leveldb后台会“定期“整合这些sstable文件，该过程也称为compaction。
随着compaction的进行，sstable文件在逻辑上被分成若干层，由内存数据直接dump出来的文件称为level 0层文件，后期整合而成的文件为level i 层文件，这也是leveldb这个名字的由来。
注意，所有的sstable文件本身的内容是不可修改的，这种设计哲学为leveldb带来了许多优势，简化了很多设计。具体将在接下来的文章中具体解释。
###manifest
leveldb中有个版本的概念，一个版本中主要记录了每一层中所有文件的元数据，元数据包括（1）文件大小（2）最大key值（3）最小key值。
该版本信息十分关键，除了在查找数据时，利用维护的每个文件的最大／小key值来加快查找，还在其中维护了一些进行compaction的统计值，来控制compaction的进行。
以goleveldb为例，一个文件的元数据主要包括了最大最小key，文件大小等信息；
简介2
LevelDB 是 Google 编写的一个KV单机数据库（NoSQL），提供从字符串键到字符串值的有序映射，不支持SQL语句。
其核心思想是充分利用“磁盘批量的顺序写要远比随机写性能高出很多”的原理进行优化。随机写、顺序读/写性能优秀，随机读性能一般，适用于写多查少的场景。
和Redis相比的优势在于大部分数据存储到磁盘，不会像内存型数据库一样狂吃内存。
特点
键和值是任意字节数组。
数据按键排序存储。
调用者可以提供自定义比较函数来覆盖排序顺序。
基本操作：Put(key,value) 、Get(key) 、Delete(key) 。
可以在一个原子批次中进行多项更改。
用户可以创建临时快照以获得一致的数据视图。
支持数据的前向和后向迭代。
使用 Snappy 压缩库自动压缩数据，但也支持 Zstd 压缩。
外部活动（文件系统操作等）通过虚拟接口进行中继，因此用户可以自定义操作系统交互。
leveldb-handbook
https://izualzhy.cn/start-leveldb
https://izualzhy.cn/page17/
https://segmentfault.com/a/1190000009707717
https://izualzhy.cn/archive.html?tag=leveldb
也许leveldb源码分析结合leveldb_more_annotation会比较易懂。
![]()
![]()
leveldb中主要由以下几个重要的部件构成：
memtable
immutable memtable
log(journal)
sstable
manifest
current
实践
使用levelDB在ubuntu server上部署一个博客图床，Nginx+Java SpringBoot+levelDB
架构图
用户端 (HTTPS)
↓
[Nginx (SSL 终止、反向代理、静态文件服务)]
↓
[Spring Boot (上传接口、元数据管理)]
↓
[LevelDB (元数据存储) + 文件系统 (图片存储)]
部署levelDB
安装依赖
sudo apt update
sudo apt install -y build-essential cmake libsnappy-dev git
浙公网安备 33010602011771号