Golang高性能持久化解决方案BoltDB数据库介绍

1. 介绍Bolt

BoltDB是纯Go语言实现的持久化解决方案，保存数据至内存映射文件。称之为持久化解决方案不是数据库，因为数据库这个词有很多额外功能是bolt所不具备的。正是因为缺乏这些功能使得bolt如此优雅、好用。

Bolt就是一个Go包。无需在系统中安装，开始编码前也无需配置，什么都不需要，仅需要go get github.com/boltdb/bolt，然后import “github.com/boltdb/bolt”。

要完全使用bolt的存储功能，只需要一个文件名。无论从开发者或用户视角都感觉不可思议。不知你的感想如何，在我的工作经历中花过很多时间搭建数据库环境，调试配置问题，用户和权限以及其他各种问题，如关系型数据库PostgreSql、Oracle和NoSQL。这些bolt都不需要，没有用户、无需安装，仅一个文件名。这对应用程序的用户来说也是一种恩惠，因为他们也不必为那些麻烦问题而瞎折腾。

Bolt不是关系型数据库。甚至不存储文档，虽然你可以按照这种方式使用它。其仅仅存储键值对…但是如果你不知道这是什么意思或者不知道你如何使用它进行存储，也不用担心。它超级简单，而且非常灵活，让我们来看看。

2. 示例

bolt存储是分组为桶，桶是一组键值对集合的名称，就像Go中的map。桶的名称、键以及值都是[]byte类型。桶可以包括其他桶，也可以通过[]byte类型名称作为key。

…就是这样。不，真的，就这样。Bolt基本上是一组嵌套映射。这种简单性使得它易于使用。不需要设置表、模式、复杂的查询语言。让我们看看一个bolt入门示例:

package main
import (
	"fmt"
	"github.com/boltdb/bolt"
	"log"
)
var world = []byte("greeting")
func main() {
	db, err := bolt.Open("d:/bolt.db", 0644, nil)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	defer db.Close()
	key := []byte("hello")
	value := []byte("Hello World!")
	// store some data
	err = db.Update(func(tx *bolt.Tx) error {
		bucket, err := tx.CreateBucketIfNotExists(world)
		if err != nil {
			return err
		}

		err = bucket.Put(key, value)
		if err != nil {
			return err
		}
		return nil
	})
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	// retrieve the data
	err = db.View(func(tx *bolt.Tx) error {
		bucket := tx.Bucket(world)
		if bucket == nil {
			return fmt.Errorf("Bucket %s not found!", world)
		}
		val := bucket.Get(key)
		fmt.Println(string(val))
		return nil
	})
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
}

输出：Hello World!

我想你正在思索————这代码似乎有点长。但请记住，我完全处理了所有错误，至少是半正确的方式，我们正在做的所有这些:

创建数据库

创建结构（greeting分组）

存储数据到结构中

从结构中获取数据

不算太坏，加上空行也不过54行代码。下面详细解释下上面示例具体实现内容。

3. 示例分析

首先bolt.Open连接数据库，如果需要创建文件或打开已存在的文件。
所有bolt读写操作都必须在事务内进行。在只读事务中同时可以有很多读操作，但写操作一次只能有一个（当写入器写入时，读取器维护数据库的一致视图）。

刚开始调用db.Update，带有一个函数作为参数，函数自身的参数为bolt.Tx ————bolt的事务对象。然后创建桶（bolt所有数据都用桶组织），接着增加键值对。写事务完成后开始读操作————使用DB.View事务获取刚写入的数据。

bolt事务机制的强大之处在于它超级简单——函数作用域就是事务的范围。如果函数传入Update并返回nil，事务中所有更新操作是原子的存入库中。如果函数返回错误则事务回滚。这使得bolt事务对Go开发者来说非常简单。只要像平时一样返回一个错误，就可以提前退出函数，bolt也做了正确的事情。无需担心手动回滚更新或其他事情，只需返回一个错误。

你可能需要另一个基本操作是遍历桶中的键/值对，在这种情况下，只需调用Bucket.Cursor()，它返回一个游标值，它有Next()、Prev()等函数，它们返回键/值对，并像您预期的那样工作。

bolt API还有很多内容，但剩下的大部分内容都是关于数据库统计和一些更高级使用场景内容……但要开始在bolt数据库中存储数据，上述内容就是你真正需要知道的。

4. 总结

对于更复杂的应用程序，仅在数据库中存储字符串可能不够，但这没关系，Go的编码相关包可以帮忙。你可以很容易地使用encoding/json或encoding/gob将结构序列化到数据库中，以唯一的名称或id作为键。再者bolt的好处是较低的使用门槛，不需要找出整个数据库模式或安装任何东西，就可以以高性能、可管理的方式将数据存储至磁盘。

bolt的主要缺点是没有查询。你不能要求：给我所有以bar开头foo对象。您可以在数据库中创建自己的索引，并手动保持其更新。这很简单，只需为特定查询将IDs切片(slice)序列化到“indices”桶中即可。显然这是开始开发自己关系数据库的领域，但是如果你不打算做得太过火，那么所有这些代码就够了。那些外部DSL中的查询只是为内存中数据存储编写的代码。

Bolt并非适用于所有应用。你必须了解应用程序的需求，以及bolt的键/值样式是否足以满足这些需求。如果是这样，我想你会非常乐意使用简单的数据存储系统，而无需太多的脑力开销。

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