mongoDB的储存机制

在MongoDB的数据文件夹中（默认路径是/data/db）由构成数据库的所有文件。每一个数据库都包含一个.ns文件和一些数据文件，其中数 据文件会随着数据量的增加而变多。所以如果有一个数据库名字叫做foo，那么构成foo这个数据库的文件就会由 foo.ns，foo.0，foo.1，foo.2等等组成。

数据文件每新增一次，大小都会是上一个数据文件的2倍，每个数据文件最大2G。这样的设计有利于防止数据量较小的数据库浪费过多的空间，同时又能保证数据量较大的数据库有相应的空间使用。

MongoDB 会使用预分配方式来保证写入性能的稳定（这种方式可以使用--noprealloc关闭）。预分配在后台进行，并且每个预分配的文件都用0进行填充。这会 让MongoDB始终保持额外的空间和空余的数据文件，从而避免了数据增长过快而带来的分配磁盘空间引起的阻塞。

名字空间和盘区

每一个数据库都由多个名字空间组成，每一个名字空间存储了相应类型的数据。数据库中的每一个Collection都有各自对应的名字空间，索引文件同样也有名字空间。所有名字空间的元数据都存储在.ns文件中。

名字空间中的数据在磁盘中分为多个区间，这个叫做盘区。在下图中，foo这个数据库包含3个数据文件，第三个数据文件属于空的预分配文件。头两个数据文件被分为了相应的盘区对应不同的名字空间。

上 图显示了名字空间和盘区的相关特点。每一个名字空间可以包含多个不同的盘区，这些盘区并不是连续的。与数据文件的增长相同，每一个名字空间对应的盘区大小 的也是随着分配的次数不断增长的。这样做的目的是为了平衡名字空间浪费的空间与保持某一个名字空间中数据的连续性。上图中还有一个需要注意的名字空 间：$freelist，这个名字空间用于记录不再使用的盘区（被删除的Collection或索引）。每当名字空间需要分配新的盘区的时候，都会先查 看$freelist是否有大小合适的盘区可以使用。

内存映射存储引擎

MongoDB目前支持的存储引擎为内存映射引擎。当MongoDB启动的时候，会将所有的数据文件映射到内存中，然后操作系统会托管所有的磁盘操作。这种存储引擎有以下几种特点：

* MongoDB中关于内存管理的代码非常精简，毕竟相关的工作已经有操作系统进行托管。
* MongoDB服务器使用的虚拟内存将非常巨大，并将超过整个数据文件的大小。不用担心，操作系统会去处理这一切。
* MongoDB无法控制数据写入磁盘的顺序，这样将导致MongoDB无法实现writeahead日志的特性。所以，如果MongoDB希望提供一种durability的特性（这一特性可以参考我写的关于Cassandra文章：http://www.cnblogs.com/gpcuster/tag/Cassandra/ ），需要实现另外一种存储引擎。
* 32位系统的MongoDB服务器每一个Mongod实例只能使用2G的数据文件。这是由于地址指针只能支持32位。

其他

在《MongoDB The Definitive Guide》中介绍的MongoDB内部构造只有这么多，如果真要把它说清楚，可能需要另外一本书来专门讲述了。比如内部的JS解析，查询的优化，索引的建立等等。有兴趣的朋友可以直接参考源代码:)