DBreeze: 高性能多范式嵌入式数据库

DBreeze数据库简介

DBreeze是一个专业级的开源数据库管理系统,为.NET平台提供了多范式的数据存储解决方案。它是一个嵌入式的键值存储系统,同时支持对象存储、NoSQL、全文搜索、多参数搜索以及向量数据库等多种范式。DBreeze采用C#开发,具有多线程、事务性和ACID兼容等特性,可以运行在各种.NET平台上,包括.NET Framework、.NET Core、Xamarin等。

自2012年6月以来,DBreeze一直在生产环境中得到广泛应用。它通过NuGet包管理器发布,可以方便地集成到.NET项目中。DBreeze支持Windows、Linux和macOS等主流操作系统,还可以通过Xamarin在Android和iOS移动平台上使用。

DBreeze Logo

主要特性

DBreeze具有以下主要特性:

嵌入式.NET程序集,平台无关且无需引用其他库
多线程、ACID兼容,提供死锁解决方案,支持并行读取和同步读写
表名无固定模式,可以动态构造和访问
表可以位于不同位置:文件夹、硬盘、内存或带磁盘持久化的内存
采用Liana-Trie索引技术,数据库索引(键)无需碎片整理
可以通过物理链接访问表的键值对,节省数据结构连接时间
数据库大小无限制(除每个表的"long"大小和物理资源限制外)
内存和物理空间消耗低,即使在随机插入和更新时也是如此
CRUD操作性能高,可以发挥DBreeze的全部性能
支持高速随机键批量插入和更新(可选更新模式)
支持范围选择/遍历(前向、后向、从/到、跳过、以...开始等)
键和值在底层始终是字节数组
最大键大小为65KB,最大值大小为2GB
提供丰富的字节数组与其他数据类型之间的转换函数
支持嵌套/分形表,可以驻留在主表值内部
提供增量备份/恢复选项
集成了文本搜索子系统(全文/部分)
集成了对象数据库层
提供快速多参数搜索子系统,具有强大的查询能力
集成了向量数据库层/相似度搜索引擎/聚类功能
集成了二进制和JSON序列化器Biser.NET
通过Raft.NET提供高可用性、冗余和容错能力

应用场景

DBreeze适用于多种应用场景,包括但不限于:

服务器端数据存储
桌面应用程序的本地数据库
移动应用的嵌入式数据库
物联网设备的数据管理
需要高性能键值存储的系统
需要全文搜索功能的应用
向量相似度搜索和聚类分析
对象数据库应用
需要ACID事务支持的场景
分布式系统的数据存储(通过Raft.NET)

性能表现

DBreeze在性能方面表现出色。根据2012年的基准测试,在标准PC硬盘上的排序表中,DBreeze可以实现每秒50万次键值对插入或26万次更新的性能(单核)。这种高性能使DBreeze成为需要快速数据操作的应用程序的理想选择。

使用指南

要开始使用DBreeze,您可以按照以下步骤操作:

通过NuGet包管理器安装DBreeze:
```
Install-Package DBreeze
```
在您的C#代码中引用DBreeze命名空间:
```
using DBreeze;
using DBreeze.Transactions;
```

创建一个数据库实例:

using (var engine = new DBreezeEngine(@"C:\DatabaseLocation"))
{
    // 数据库操作
}

执行基本的CRUD操作:

using (var tran = engine.GetTransaction())
{
    // 插入数据
    tran.Insert<int, string>("Table1", 1, "Hello DBreeze");
    
    // 读取数据
    var value = tran.Select<int, string>("Table1", 1);
    
    // 更新数据
    tran.Insert<int, string>("Table1", 1, "Updated value");
    
    // 删除数据
    tran.RemoveKey<int>("Table1", 1);
    
    tran.Commit();
}

使用高级功能,如范围查询:

using (var tran = engine.GetTransaction())
{
    foreach (var row in tran.SelectForward<int, string>("Table1"))
    {
        Console.WriteLine($"Key: {row.Key}, Value: {row.Value}");
    }
}