文件系统和数据库的对比

文件系统和数据库都是重要的基础软件，二者的历史发展中有很多交集。为了便于理解，本文主要从单机系统的角度出发，对比通用的文件系统和数据库技术。 PS：想到哪里就写到哪里，遗漏的地方应该很多。

共同点

• 同属于系统软件或底层软件
• 都是用来存储和访问数据的
• 都有着悠久的研究开发历史
• 都有成熟的标准或规范。这既有利于开发可移植的程序，又不利于开发创新的系统，特别是分布式系统
• 实现技术上也有很多的共同点，例如大都采用 C/C++ 这样更底层的语言
• 都需要保证数据的一致性，特别的，不同程度上支持事务
• 都有 Block 或 Page 或 Allocation unit 或 Extent 这样的概念
• 都用到 Buffer cache、LRU、Group commit 之类的概念和算法
• 都要针对各种负载做 IO 优化

不同点

• 数据库对事务的支持要强很多，文件系统可以只保证元数据的一致性
• 数据库有不同级别的一致性，以事务隔离级别的形式体现出来
• 数据库可以有 REDO 和 UNDO 日志，文件系统一般只用 REDO
• 数据库的事务可以很长，文件系统的事务很短
• 数据库的事务事先无法确定，是用户输入的；文件系统的事务可以事先确定，种类明确
• 数据库是用户态实现的，文件系统一般是内核态实现的。因此，前者更容易做到跨 OS 平台
• 数据库的访问接口通常是非过程化的 SQL 语言，文件系统的则是 API。二者对应的主流标准分别是 SQL 和 POSIX
• 数据库对死锁可以做检测，文件系统则需要避免死锁

联系

• 数据库系统经常依赖于文件系统作为其最底层的存储，也可能会实现一些文件系统的功能
• 文件系统可以为数据库这种特殊的应用做专门的优化
• 文件系统可以被当做简单的数据库使用（例如 VSAM ），数据库也可以暴露出 NFS（例如 Oracle）
• 文件系统可能会用到一些简单的数据库功能（例如把符号链接当 KV，实现简单的 DB 功能，或直接用一个小型的 DBMS）
• 分布式文件系统等存储系统往往会用分布式 KV 数据库来管理其元数据