摘要：同時，目錄層還可以將表的元數據轉換到該二進制前綴。默認有一個根目錄，目錄名叫，包含所有層用到的所有鍵，下層目錄叫做，用于區數據和元數據。

國外文章也不是都是好文章啊，不要見到英文就覺得高大上了……

越來越多的關系型數據庫底層選擇基于KV構建，例如TiDB的TiKV（RocksDB），cockroach的levelDB，MySQL的tokudb，以及被蘋果墻掉的FoundationDB。本文搶救出一篇FoundationDB的參考文章。

蘋果買下FoundationDB后，FoundationDB的所有公開數據均被刪除，包括Github，pypi，twitter等。

本文包含如下內容：

如何將關系型數據庫的數據存入KV數據庫

能否直接用KV數據庫的接口讀取數據

能否對KV數據庫直接寫數據，并用SQL讀出修改后的數據

CockroachDB是如何做的

TiDB是如何做的

簡單來說，FoundationDB的SQL層將數據庫的元數據（metadata）作為鍵，將對應的數據作為值存入KV數據庫。數據庫表的有三種序列化方式，默認是foundationDB的tuple方式，當然，也可以選擇使用protobuf序列化，或者使用column_keys的格式進行序列化，本文也只介紹foundationDB原生的序列化tuple序列化方式。

KV數據庫中的鍵是有序排列的，所有的庫、表、列甚至索引對應的元數據由對應的目錄層在KV數據庫中存儲成類似etcd中的“目錄結構”的形式。目錄層對數據庫中的每個庫、表、列生成對應的二進制字符串，該字符串在將關系型的數據映射到KV數據庫時作為區分庫、表、列的前綴。同時，目錄層還可以將表的元數據轉換到該二進制前綴。

如下實例解釋文中提到的目錄層如何工作。

CREATE TABLE schema_a.table_name_1(id INT PRIMARY KEY, c CHAR(10));
CREATE TABLE schema_a.table_name_2(id INT PRIMARY KEY);

默認有一個根目錄，目錄名叫sql，包含所有SQL層用到的所有鍵，下層目錄叫做data，用于區數據和元數據。再下層目錄叫做table，用于區分表內容和序列數據（sequence data）。table目錄中的所有下一級的目錄均為邏輯庫（schema）的目錄，邏輯庫的下一級目錄為邏輯表（table）的目錄。

當使用tuple序列化方式時，一行的數據被存儲為一個鍵值對，鍵由上面提到的目錄的“二進制前綴”，table在Table-Group中的位置和主鍵組成，值便是由這條記錄所有的列的進行序列化后的值。

例如：對上面兩張表插入幾條數據，對應的SQL和對應的鍵值對如下：

INSERT INTO schema_a.table_name_1 VALUES (1, "hello"), (2, "world");
INSERT INTO schema_a.table_name_2 VALUES (5);

簡單回答：能。

安全性上來說，不能。FoundationDB數據不僅僅包含數據層，修改目錄層的數據，很容易就會導致系統異常，例如缺少索引，缺少約束，缺少數據可元信息的驗證。

CockroachDB中每個表都必須有主鍵，如果沒有的話，默認也要生成一個。和FoundationDB一樣，所有的表都會被映射為KV數據庫中的鍵前綴。

每一列或者列族（column family）在KV數據庫中，都會被序列化成一個值，并且作為KV數據庫中的后綴。

例如：

在mydb下面創建表customers，包含兩個列，一個列是name，一個列是URL，cockroach會在數據庫中存儲如下的schema信息：

數據庫mydb的id是51，表customer的id是42，列address的id是69，列url的id是66。

和FoundationDB不通，cockroachDB中一個鍵值對存儲的是一條記錄中某一列的值。

前綴/51/42，表示mydb庫的customer表，/Apple表示主鍵值為Apple，/66和/69表示對應的列。

TiDB沒有給出具體的方案，但是給出了一個大概的方案：

INSERT INTO user VALUES (1, "bob", "huang@pingcap.com");

INSERT INTO user VALUES (2, "tom", "tom@pingcap.com");

鍵存儲的是表名+索引，值存儲的是該條記錄所有列的內容。

RDBMS映射到KV比較簡單，基本為：

KV中的鍵：唯一ID，通常能定位到一條記錄，或者一條記錄中的一個字段。但是，通常會映射、壓縮。
KV中的值：對應序列化后的一條記錄，或者一條記錄中的一個字段。

另外，KV數據庫中不僅僅存儲著表的內容，還會存儲著優化后的索引等許多東西。