数据库知识总览

面向后端/SRE 工程师的数据库知识体系，覆盖 MySQL（核心）、PostgreSQL（进阶）和 Redis（缓存）三大组件，从原理到运维、从调优到故障排查。

知识体系总览

graph TB
    subgraph MySQL核心
        A1[体系架构/存储引擎]
        A2[索引原理与优化]
        A3[事务与锁机制]
        A4[主从复制/高可用]
        A5[备份恢复/慢查询]
    end

    subgraph PostgreSQL进阶
        B1[架构与MVCC]
        B2[索引与性能调优]
    end

    subgraph Redis缓存
        C1[数据结构/使用场景]
        C2[持久化/主从哨兵集群]
        C3[缓存设计与常见问题]
    end

    subgraph 故障排查
        D1[连接数/死锁]
        D2[主从延迟]
        D3[OOM/大Key]
    end

    A1 --> A2 --> A3
    A3 --> A4 --> A5
    C1 --> C2 --> C3
    B1 --> B2

目录结构

07-Knowledge/database/
├── 数据库知识总览.md              ← 你在这里
├── MySQL 体系架构与存储引擎.md
├── MySQL 索引原理与优化.md
├── MySQL 事务与锁机制.md
├── MySQL 主从复制与高可用.md
├── MySQL 备份恢复与慢查询优化.md
├── PostgreSQL 架构与核心特性.md
├── Redis 数据结构与缓存设计.md
└── Redis 高可用与集群方案.md

学习路线

🟢 入门阶段（1 周）

理解 MySQL 架构：连接器 → 分析器 → 优化器 → 执行器 → 存储引擎
掌握 InnoDB 核心特性：B+Tree、MVCC、Redo/Undo Log
学会 EXPLAIN 分析执行计划，会用 type/rows/Extra 判断性能
Redis 五种基本数据结构及常用命令

🟡 进阶阶段（2-3 周）

深入索引优化：覆盖索引、索引下推、前缀索引、联合索引最左前缀
掌握事务隔离级别与锁机制：行锁/间隙锁/Next-Key Lock
MySQL 主从复制原理与 GTID、MGR 组复制
Redis 持久化 RDB vs AOF、哨兵 vs Cluster
缓存穿透/击穿/雪崩的防护策略

🔴 高级阶段（持续）

分库分表方案设计与数据迁移
MySQL 内核参数深度调优（Buffer Pool / Redo Log / 刷盘策略）
PostgreSQL MVCC 与 VACUUM 机制
Redis 源码级数据结构（SDS/ziplist/skiplist）
大规模数据库故障演练与容量规划

核心概念速查

概念	简述	相关笔记
B+Tree	InnoDB 默认索引结构，叶子节点形成有序链表	MySQL 索引原理与优化
MVCC	多版本并发控制，读写互不阻塞的基础	MySQL 事务与锁机制
Redo Log	物理日志，crash recovery 保证持久性	MySQL 体系架构与存储引擎
Undo Log	逻辑日志，回滚 + MVCC 读视图	MySQL 事务与锁机制
GTID	全局事务 ID，简化主从切换	MySQL 主从复制与高可用
MGR	MySQL Group Replication，原生高可用方案	MySQL 主从复制与高可用
VACUUM	PG 回收死元组，防止事务 ID 回卷	PostgreSQL 架构与核心特性
RDB	Redis 快照持久化，fork + COW	Redis 高可用与集群方案
AOF	Append Only File，命令日志持久化	Redis 高可用与集群方案
缓存穿透	查不存在的数据直接打到 DB	Redis 数据结构与缓存设计
缓存雪崩	大量缓存同时过期导致 DB 压力陡增	Redis 数据结构与缓存设计

常用工具链

MySQL 诊断:    mysqltuner, pt-query-digest, pt-online-schema-change, gh-ost
MySQL 监控:    PMM (Percona), mysqld_exporter + Prometheus + Grafana
PostgreSQL:    pg_stat_statements, pgBadger, pgBackRest, Patroni
Redis 诊断:    redis-cli --bigkeys, redis-cli --latency, redis-rdb-tools
Redis 监控:    redis_exporter, RedisInsight
通用压测:      sysbench, mysqlslap, redis-benchmark, pgbench

关联知识

../linux/Linux 内核调优总览 — 数据库依赖 NUMA、大页、IO 调度
../linux/cgroup v2 详解 — 容器化数据库资源隔离
../k8s/K8s 1.28-1.36 版本更新总结 — StatefulSet 管理有状态数据库
../k8s/特性详解/etcd 运维详解 — etcd 与数据库的共性问题

学习时间

阶段	预计时间	备注
目录搭建	2026-07-14	框架创建
MySQL 核心	待定	体系架构/索引/事务/复制/备份
PostgreSQL	待定	架构 + MVCC + 调优
Redis	待定	数据结构/高可用/缓存设计
故障排查	待定	连接数/死锁/延迟/大Key

状态标记

🌱 学习中 | 📖 已掌握 | 🔁 需复习 | 📝 待补充

这套体系从「会用」到「会修」到「会设计」，逐步深入。K8s 上的数据库运维（Operator、StatefulSet、备份调度）将单独开系列。