MongoDB的底層存儲原理是使用一種稱為B樹(B-Tree)的數據結構來存儲數據。B樹是一種平衡的多路搜索樹,它通過將數據按照順序存儲在磁盤上的塊中,以提高數據的訪問效率。
具體來說,MongoDB使用了一種稱為Mmapv1的存儲引擎,該存儲引擎將數據以文件的形式存儲在磁盤上,并使用B樹來組織和管理數據。
在Mmapv1存儲引擎中,MongoDB將數據文件劃分為多個大小固定的塊(默認為2MB),每個塊稱為一個磁盤頁(Disk Page)。每個磁盤頁可以存儲多個文檔,每個文檔由一個唯一的標識符(_id)來索引。
在插入新文檔時,MongoDB會根據文檔的_id值,使用B樹來確定文檔在磁盤上的位置。如果B樹中不存在對應的索引項,則會在B樹中插入一個新的索引項,并將文檔寫入磁盤上的合適位置。同時,MongoDB還會在內存中維護一個緩存,稱為頁緩存(Page Cache),用于加速數據的讀取。
當需要查詢數據時,MongoDB會根據查詢條件在B樹中進行搜索,并找到對應的索引項。然后,MongoDB會通過磁盤讀取相應的磁盤頁,并將數據加載到內存中進行處理,最后返回查詢結果。
總結起來,MongoDB的底層存儲原理是使用B樹作為索引結構,將數據以磁盤頁的形式存儲在磁盤上,并通過在內存中維護的頁緩存來提高數據的讀取效率。