[譯] 數據庫是如何工做（一）介紹

原文在這裏how-databases-work

當我回想涉及到關係數據庫的知識點時，我不由以爲如有所失。它們不少地方會用到。會有不少不一樣的數據庫：小而有用的 SQLite 到強大的 TealData。可是，只有不多的文章解釋數據庫是如何工做的。你能夠本身谷歌一下 「關係數據庫是如何工做」，看看結果數量是多少。此外，那些文章都是很短的。而如今，若是你在尋找最時髦的技術(大數據，NoSQl 或者 JavaScript)，你會找到更多深刻的文章解釋他們是如何工做 這是由於關係數據庫太舊，太無聊，以至於不能在大學課程、論文和書籍以外解釋嗎？

做爲開發者，我討厭使用我不懂的東西。再者，數據庫已經被使用40多年，確定是有緣由。這些年來，我花數百個小時去真正理解這些我天天用的黑盒子。關係數據庫是頗有趣的，由於它們(的理論)基於可用性和可重性(useful and reusable concepts)。若是你對數據庫感興趣，而你歷來沒有時間或者意願去深刻研究這個大概念， 你會喜歡這篇文章。 儘管這文章的標題是明確，但本文的目的不是如何使用數據庫。因此，(本文假定)你應該明白如何寫簡單的join查詢和基本的CRUD操做；不然你可能沒法理解這篇文章。這是你惟一須要知道的事，我會解釋其餘全部的東西。 我將會從一些計算機科學的東西開始講，好比是時間複雜度。我知道有些人會討厭這概念，但若是你不理解這些東西，你將沒法理解數據庫裏面那些精巧的東西。因爲這是個大主題，我將會只關注我認爲重要的東西，即：數據庫處理 SQL 的方式。我將只介紹數據庫背後的概念，以便讀到文章的最後，你會對（執行語句時）數據庫引擎下面發生什麼有一個清晰的概念。 因爲這是一篇設計不少算法和數據結構的技術長文，全部須要花多點時間去閱讀。一些概念是很難理解的；你能夠跳過它，這也能獲得總體的概念。 爲了讓你更容易理解知識，這文章或多或少分紅3部分

• 低級和高級數據庫組件的概述
• 查詢優化過程的概述
• 事務和緩衝池的管理的概述

（因爲本來太長太長了，我把它分紅幾篇文章，陸續更新）

1. 回到原點（從新講下算法）
2. 全文概述
3. 客戶端管理
4. 查詢關聯器
5. 數據管理器
6. 總結 在寫這篇文章以前，我知道這個主題有多大，我知道要寫一篇關於它的深刻文章須要時間。事實證實，我很是樂觀，並且我花了比預期多兩倍的時間，但我學到了不少東西。 若是您想要對數據庫有一個很好的概述，我建議您閱讀研究論文《數據庫系統的體系結構》對數據庫有很好的介紹（共110頁），並且非計算機專業人士也能讀懂。這篇文章幫助我找到了本文的寫做計劃，但沒有像個人文章那樣關注數據結構和算法，而是更多地關注架構概念。 若是您仔細閱讀本文，您如今應該瞭解數據庫的強大功能。因爲這是一篇很長的文章，讓我提醒一下咱們所看到的內容：

• B+ Tree索引的概述
• 數據庫的全局概述
• 概述基於成本的優化，重點關注鏈接運算符
• 緩衝池管理概述
• 事務管理概述

可是數據庫包含更多的奇淫巧技。例如，我沒有談到一些棘手的問題，例如

• 如何管理集羣數據庫和全局事務
• 如何在數據庫仍在運行時拍攝快照(snapshot)
• 如何有效地存儲（和壓縮）數據
• 如何管理內存

所以，當您必須在bug多多的NoSQL數據庫和堅如磐石的關係數據庫之間進行選擇時，請三思然後行。不要誤會，一些 NoSQL 數據庫是很好的。但它們畢竟太年輕，並只能解決少數應用關注的特定問題。 最後說一句，若是有人問你數據庫的原理是什麼，你不用溜之大吉，如今你能夠回答：