计算机领域思想

计算机领域有很多思想被渗透在编程语言中与软件产品中

一、写入时复制（CopyOnWrite）

写入时复制是计算机程序设计领域中的一种优化策略。其核心思想是，如果有多个调用者（Callers）同时要求相同的资源（如内存或者是磁盘上的数据存储），他们会共同获取相同的指针指向相同的资源，直到某个调用者视图修改资源内容时，系统才会真正复制一份专用副本（private copy）给该调用者，而其他调用者所见到的最初的资源仍然保持不变。这过程对其他的调用者都是透明的（transparently）。此做法主要的优点是如果调用者没有修改资源，就不会有副本（private copy）被创建，因此多个调用者只是读取操作时可以共享同一份资源。

CopyOnWriteArrayList ：在写入数据时就是采用该思想，由于写入时复制，所以在读写并存的时候，他们操作的是不同的集合，也就是CopyOnWriteArrayList 只能保证数据的最终一致性，由于复制所以会占用更多内存，所以会增加GC次数。适用于读多写少的场景。

二、预写日志 (Write-Ahead Logging )

在计算机科学中，预写式日志是数据存储系统在持久化数据时，为提高系统的处理效率常采用的技术。对于非内存数据库而言，磁盘I/O操作是数据库效率的一大瓶颈。在相同的数据量下，采用WAL日志的数据库系统在事务提交时，磁盘写操作只有传统的回滚日志的一半左右，大大提高了数据库磁盘I/O操作的效率，从而提高了数据库的性能。

WAL机制的原理：修改并不直接写入到数据库文件中，而是写入到另外一个称为 WAL 的文件中；如果事务失败，WAL 中的记录会被忽略，撤销修改；如果事务成功，它将在随后的某个时间被写回到数据库文件中，提交修改。

WAL与checkpoint

使用 WAL 的数据库系统不会再每新增一条 WAL 日志就将其刷入数据库文件中，一般积累一定的量然后批量写入，通常使用「页」为单位，这是磁盘的写入单位。 同步 WAL 文件和数据库文件的行为被称为 checkpoint（检查点），一般在 WAL 文件积累到一定页数修改的时候；当然，有些系统也可以手动执行 checkpoint。执行 checkpoint 之后，WAL 文件可以被清空，这样可以保证 WAL 文件不会因为太大而性能下降。有些数据库系统读取请求也可以使用 WAL，通过读取 WAL 最新日志就可以获取到数据的最新状态。

• Mysql：关系数据库系统中用于提供原子性和持久性（ACID 属性中的两个）的一系列技术。mysql 通过 redo、undo 日志实现 WAL。redo log 称为重做日志，每当有操作时，在数据变更之前将操作写入 redo log，这样当发生掉电之类的情况时系统可以在重启后继续操作。undo log 称为撤销日志，当一些变更执行到一半无法完成时，可以根据撤销日志恢复到变更之间的状态。mysql 中用 redo log 来在系统 Crash 重启之类的情况时修复数据（事务的持久性），而 undo log 来保证事务的原子性。
• Hbase：hbase 的 RegionServer 会将数据保存在内存中（MemStore），直到满足一定条件，将其 flush 到磁盘上。这样可以避免创建很多小文件。内存存储是不稳定的，HBase 也是使用 WAL 来解决这个问题：每次更新操作都会写日志，并且写日志和更新操作在一个事务中。
• elasticsearch：elasticsearch使用translog来记录所有的操作，我们新增了一条记录时，es会把数据写到translog和in-memory buffer(内存缓存区)中,默认是每 30 分钟，执行flush 操作（Lucene 提交） 或者是在 translog 过大时（默认 512MB）。translog每5秒钟会同步到磁盘。