首页 > 数据库 > 数据库开发技术 > ToplingDB 的 UintIndex
在 ToplingDB 的 CO-Index(Compressed Ordered Index) 家族中,Nest Succinct Trie 是 最通用的。但是,伴随 通用的,往往是 低效。我们针对一些特殊场景,采用了特殊的实现,用以提高性能……
这里面,最特殊的一类 Index,就是 UintIndex,顾名思义,就是 Key 为 unsigned int 时的 index。
在 MySQL 中,我们往往会建立这样一个表:
CREATE TABLE Student(
id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
name VARCHAR(255) INDEX,
dorm_id INT INDEX,
-- others ...
);这里的
PRIMARY KEY 最终体现到 MyRocks,是这样的形式:
| PrefixID | id |
通过配置,我们可以通过
keyPrefixLen 将
PrefixID 分离出去,这样,Index 中就只剩下一个
id 字段了,并且,在 SST 中,这些
id 往往都是比较紧密的范围(被删除的
id 是范围中的
空洞),比如,在某个 SST 中,存储的 id 范围是 1,000,000~2,000,000。
并且,我们知道,CO-Index 会将用户 Key(在这里就是 id 字段) 映射到一个
内部ID,再用这个
内部ID 去访问 PA-Zip……
在一个 SST 中,把这一切串起来,我们就能使用简单且高效的方式来实现 Index 了:

图中的
ValueOrd 就是前面说的
内部ID,Index 共有 108 个 Key,BitMap 中有
MaxKey - MinKey + 1 = 229 个 Bit。
空洞也没有,那么,Index 中我们只需要保存
id 的最大最小值。空洞,那么,Index 中我们只需要保存那些
空洞 中的
id。空洞,那么,Index 中我们只需要保存一个 BitMap,其中相应 bit 的含义是
这个 id 是否存在。进一步,在概念上,如果我们把 一个空洞也没有 和 只有极少数的空洞 也用 Rank-Select 来表达:

那么,这三种情况,在形式上就可以统一起来!实际上,在代码实现中,这三种不同的 Rank-Select 实现是作为模板类 UintIndex 的模板参数的,在保持抽象的同时,又不损失性能。
在 MongoDB 中,也存在类似 MySQL Student.id 这样的东西:
MongoDB 有两大类 Key Value 数据,RecordStore(即 Collection) 和 Index:

这样,MongoDB 的 RecordStore 也可以利用 UintIndex
压缩率自然不用说,UintIndexAllOne 的压缩率接近于无穷大,压缩率最差的 UintIndexBitMap,其压缩率也在 30 倍以上!
性能,最关键的是性能,相比传统的块压缩,Nest Succinct Trie 最大的性能劣势在于顺序扫描(从头至尾顺序扫描,定位到某个点然后接着顺序扫描),因为对于 Nest Succinct Trie,即便是顺序扫描,它的计算也很复杂,并且内存访问非常随机。而对于 UintIndex,事情就简单多了,比 Nest Succinct Trie 会快 100 倍以上,而其中占比最大的性能开销,实际上是函数调用本身!
我们还有更复杂的索引: CompositeUintIndex...
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