換一種方式學習存儲系統
你好，我是李玥，很高興在這里遇見你。
我的從業(yè)經歷比較豐富，曾在傳統IT行業(yè)做過大量的企業(yè)級toB系統，轉戰(zhàn)互聯網后，又曾帶領創(chuàng)業(yè)團隊體驗過從0到1創(chuàng)業(yè)的艱辛，見證過互聯網高速增長的高光時刻，也經歷過數年電商大促的洗禮。近年來，我主要從事基礎架構領域（包括一些存儲系統和中間件等）的技術工作。簡單地說，我是一個造輪子的程序員。
在工作過程中，我接觸過很多系統。不同系統的業(yè)務各不相同，有做社交的，有做電商的，還有做內容的。規(guī)模也大小不一，有的系統規(guī)模很小，也有像BAT使用的巨無霸系統。在構建這些系統時，我遇到過各種各樣的問題。但總結之后我發(fā)現了一個神奇的規(guī)律：凡是那些特別難解決的、需要付出巨大代價的，或者損失慘重的技術問題，幾乎都可以歸結為存儲系統的問題。
其實，這個規(guī)律并不神奇，它也是有原因的。
總體來說，各種業(yè)務系統幾乎都屬于MIS（管理信息系統，有的大學還開設了這個專業(yè)）范疇。顧名思義，管理信息系統就是管理信息的系統。這里的信息其實就是數據。不管系統的業(yè)務是什么，終都要落到對信息的管理上，通俗地說，系統終的業(yè)務功能都會落到數據上。
只要數據是正確的，其他的問題基本上都是小問題。數據錯了、丟了，以及數據處理不及時，才是會造成慘重損失的大問題。
可見，用于承載數據的存儲系統非常重要，如果能夠構建一個安全可靠、快速穩(wěn)定的存儲系統，那么在該基礎之上構建的業(yè)務系統，才能讓人更為放心。
綜上所述，存儲是系統中重要、關鍵的組成部分，沒有之一。
需要關注存儲系統的哪些特點
我們常用的存儲系統種類非常多，有單機的也有分布式的，有的是數據庫，有的是文件系統，還有介于二者之間的。無論是哪種存儲系統（比如，MySQL、Redis、Elasticsearch，等等），它們都具有如下三個特點。
個特點是難用。難用體現在哪些方面呢？對于應用程序來說，存儲的作用是安全可靠地保存數據，在我們需要的時候能夠快速存取。遺憾的是，目前幾乎沒有一種存儲系統能夠滿足這個簡單的要求。
對于存儲系統難用的特性，業(yè)內有一個非常形象的比喻：開著車去商場購物，到了停車場發(fā)現這里不能存車，只能存零件，必須先把車子拆散，然后把這些零件分門別類地打上標簽存放到停車場對應的貨架上，走的時候再把零件逐一取出來進行組裝。
聽起來似乎很可笑，但是仔細想想我們正在使用的這些存儲系統，其提供的功能就是如此。應用程序里管理的數據都是對象，但是，大多數存儲系統不能直接存儲對象。下面就以MySQL為例進行說明。存取一個對象時，必須把對象轉換成MySQL表中的行，還得編寫SQL語句才能完成存取操作。是不是很難用？不僅難用，而且還必須用好。要想用好，需要學習和掌握其中的方法和技巧。
第二個特點是慢。近年來，分布式存儲在業(yè)內的發(fā)展非常迅速，每隔一段時間就會誕生一種新的數據庫，不管功能如何，它們無一例外都會與MySQL這樣的傳統數據庫進行性能測試對比，以彰顯自己速度快、性能好。
不過，有句俗話：一個人越炫耀什么，說明內心越缺少什么。這句話也同樣適用于技術圈。不斷有新的存儲系統刷新性能紀錄，恰恰說明了現有的存儲系統性能不盡如人意。經過良好優(yōu)化的業(yè)務系統，其性能瓶頸一定是存儲。從性能的角度來說，存儲系統就是整個系統中短的那塊板，存儲系統有多慢，整個系統就會有多慢。如何優(yōu)化存儲性能，從而讓整個系統運轉如飛，這其中包含了很多方法、技巧和經驗，需要我們學習和掌握。
第三個特點是雜。存儲與其他成熟的技術領域不同，后者基本上都是以一兩種方案為主，比如，Java開發(fā)基本上是以Spring為主，再比如，開發(fā)中使用的Web容器，存放靜態(tài)頁面以Nginx為主，存放動態(tài)頁面以Tomcat為主。但存儲大不相同，目前已有的廣泛應用于生產系統中的存儲系統的種類非常多。
MySQL、Redis、Elasticsearch、HBase、Hive、MongoDB、CockroachDB和S3等，這些存儲系統誰都替代不了誰，每一種都有其所擅長的地方和適用的場景，當然也有其突出的短板。因此，我們需要學習和掌握如何根據業(yè)務系統的特點選擇合適的存儲系統來構建我們的系統。
學習存儲系統的實踐
由于存儲系統具有難用、慢、雜這幾大特點，因此我們學習起來更需要注重方法。如何學習才能更為高效呢？答案是實踐，從問題入手。
存儲涉及大量的理論知識和概念，比如，構成存儲引擎的哈希表、樹等數據結構，以及這些數據結構的時間復雜度，這些往往都是偏理論范疇的知識，學習起來不容易理解和記憶。并且，理論和實踐之間往往存在非常大的差距，懂了一堆道理，卻還是寫不好代碼是一個很普遍的現象。
我撰寫的這本書將會為大家講解實踐中經常會遇到的各種問題，以及對應的解決方法，同時還會穿插相應的知識和原理解說。希望這種學習方式，既可以幫讀者快速解決實際問題，又能幫讀者提升相應的技能，進而在存儲系統的技術領域構建自己的知識框架。
本書將以電商應用場景為例，從0到1講解應該如何構建不同規(guī)模的存儲系統。
書中每章都會解決一兩個實戰(zhàn)問題，比如：為什么在數據量和訪問量都不大的情況下，MySQL還是很慢？數據庫宕機了應該怎么辦？等等。
為什么本書要以電商系統為例進行講解呢？因為電商系統具有很強的代表性，特別適合作為研究和學習的案例。不僅是本書，很多培訓學校、技術論壇也都特別喜歡討論電商系統。
首先，電商系統的覆蓋面足夠廣。特別是在互聯網行業(yè)，幾乎所有的公司都在做兩件事情：電商和社交。
其次，以電商系統作為案例，直接就能學以致用。因為電商系統具有很高的復雜性，所以你在其他業(yè)務中可能遇到的技術問題，在電商系統中基本上都會遇到，即使你面對的業(yè)務與電商關系不大，也一樣具有借鑒意義。
后，所有人都很熟悉電商業(yè)務領域。以電商系統作為案例，基本上不需要再講解相關的業(yè)務知識，我們可以快速專注于技術問題本身。
即使是同一個電商系統，不同的規(guī)模所需要解決的問題也不一樣。不少技術人員崇尚海量數據和高并發(fā)，認為只有大企業(yè)的高并發(fā)、海量數據的核心系統或者底層存儲系統，才是真正有技術含量的系統，能勝任這種系統的開發(fā)者，才是真正的技術能人。這其實是一種對技術認知的誤解。為什么這么說呢？因為并不是規(guī)模小的系統就簡單，規(guī)模大的系統才有難度。
創(chuàng)業(yè)團隊需要快速、低成本地實現完整的系統，以便快速驗證其商業(yè)模式。處于高速增長期的團隊，所面臨的問題主要是業(yè)務的高速增長和不斷變化，相應地，團隊也要對系統不停地進行升級改造來適應變化，并且在變化的過程中要確保系統的穩(wěn)定性。至于業(yè)務規(guī)模足夠大的企業(yè)，它們需要解決的問題是如何應對高并發(fā)的海量數據。
所以說，不同規(guī)模的系統，在技術上并沒有難易之說，更沒有高低貴賤之分，它們的建設目標不一樣，所面臨的挑戰(zhàn)不一樣，需要解決的問題也不一樣，對于存儲系統的選擇和架構設計自然也是不一樣的。
本書的章節(jié)設計就是按照系統的發(fā)展過程，分成設計、高速增長、海量數據和技術展望四篇。
在設計篇中，我們將重點解決從0到1的問題。例如，如何低成本、高質量地快速構建一個小規(guī)模的訂單存儲系統。
在高速增長篇中，我們將重點關注在快速變化的過程中系統所遇到的共通問題，以及應對這些問題的方法。例如，如何從單機存儲系統逐步演進為分布式存儲系統，如何在線平滑地擴容存儲系統。
在海量數據篇中，我們將重點解決在高并發(fā)、海量數據的情況下應該如何設計存儲系統的問題。例如，如何存儲海量的埋點數據，如何在各種數據庫之間實時地遷移和同步海量數據，等等。
在技術展望篇中，我們將重點探討在存儲技術領域，有哪些新技術值得關注，哪些技術可能會成為未來的發(fā)展趨勢，等等。畢竟，不斷創(chuàng)新是技術發(fā)展的原動力。
讀完本書后，你不僅可以學習到案例中那些解決具體問題的方法，而且在電商系統架構、存儲系統的設計等方面，也會有所收獲。
更重要的是，通過案例來學習常用的數據庫和存儲系統的實現與使用方法，有助于我們更好地總結存儲系統通用、本質的技術原理。了解了存儲系統的本質，我們不僅會在應對問題時更加從容，而且會對存儲的理解上升一個層次，從知道怎么用升級為知道為什么這樣用，終做到活學活用。
一段新旅程即將開始，在開始正式學習之前，我還想再說一下我的想法：技術的發(fā)展使技術的使用變得越來越簡單，但是作為有理想、有情懷的開發(fā)者，不能讓技術把我們變得越來越簡單。很開心能與大家一起開始這段旅程，持續(xù)地豐富自己，也希望我們都能不負時光，認真對待這段學習之旅。