NoSQLDB

产品概述

NoSQLDB 是一款完全自主研发的高性能文档型数据库系统，采用 Go 语言编写，架构参考 MongoDB，支持灵活的 JSON/BSON 文档存储。产品提供完整的 CRUD 操作、丰富的查询语言、B+树索引系统、聚合管道框架，以及 ACID 事务支持。

NoSQLDB 定位于中小型应用、微服务架构、IoT 数据采集、内容管理系统等场景，提供比传统关系型数据库更灵活的数据模型，同时保证优秀的读写性能和数据安全性。

技术架构

应用层

REPL 客户端 TCP 客户端 SDK JSON/BSON API

网络层

自定义二进制协议消息编解码连接管理认证鉴权

查询引擎

查询过滤器排序引擎字段投影聚合管道更新操作符

存储引擎

B+树索引 WAL 预写日志数据页管理 Checkpoint LRU 缓存

核心模块

BSON 类型系统事务管理文档管理集合/数据库

核心特性

📦 BSON 类型系统

支持 Double、String、Document、Array、Binary、ObjectID、Boolean、DateTime、Null、Regex、Int32、Timestamp、Int64、MinKey/MaxKey 共 14+ 种 BSON 数据类型，完整的 JSON ↔ BSON 双向转换。

🔍 丰富查询操作符

支持比较 ($eq, $ne, $gt, $gte, $lt, $lte)、逻辑 ($and, $or, $not, $nor)、数组 ($in, $nin, $all, $elemMatch, $size)、正则 ($regex)、元素 ($exists, $mod) 等 20+ 操作符。

🌳 B+树索引

完整的 B+树索引实现，支持单字段/多字段索引、唯一/非唯一索引、范围扫描、自动维护（插入/删除时同步更新索引树）。

📊 聚合管道

支持 $match、$project、$group、$sort、$limit、$skip、$unwind 等聚合阶段，可组合使用完成复杂的数据分析查询。

⚡ 更新操作符

支持 $set、$unset、$inc、$mul、$min、$max、$push、$pop、$pull、$addToSet、$rename、$currentDate 等 12+ 字段更新操作符。

🔒 ACID 事务

完整的事务支持：Begin / Commit / Abort，读写集管理，崩溃恢复，保证数据的原子性、一致性、隔离性和持久性。

💾 数据持久化

WAL 预写日志 + 数据页存储 + Checkpoint 检查点机制，确保数据零丢失，支持崩溃后自动恢复。

🛡️ 安全认证

用户认证系统，支持 admin / readwrite / read 三种角色，密码 SHA256 哈希加密存储，可控制数据库访问权限。

📈 性能监控

内置性能指标收集：QPS 统计、操作计数（Insert/Query/Update/Delete）、连接数统计，原子操作无锁设计。

⚙️ 配置管理

支持 config.ini 配置文件，可配置监听地址、端口、数据目录、WAL 目录、最大连接数等，灵活适配不同环境。

💬 REPL 客户端

交互式命令行客户端，支持数据库切换、集合管理、CRUD 操作、索引管理、事务控制、聚合查询等完整功能。

🔄 并发安全

全面的 sync.RWMutex 锁保护、原子操作计数器、连接级协程处理，确保高并发场景下的数据一致性和系统稳定性。

快速开始

1. 启动服务器

# 启动 NoSQLDB 服务器（默认端口 8080）
./nosqldb.exe

# 或指定配置文件
./nosqldb.exe -config config.ini
            

2. 连接客户端

# 启动 REPL 交互式客户端
./nosqlcli.exe
            

3. 基本操作示例

# 切换/创建数据库
use mydb

# 创建集合
db.createCollection("users")

# 插入文档
db.users.insertOne({"name": "Alice", "age": 25, "email": "alice@example.com"})

# 查询文档
db.users.find({"age": {"$gte": 18}})

# 创建索引
db.users.createIndex({keys: {"age": 1}, name": "age_idx", unique": false})

# 聚合查询
db.users.aggregate({pipeline": [{"$match": {"age": {"$gte": 18}}}, {"$sort": {"age": 1}}]})

# 事务操作
begin
db.users.insertOne({"name": "Bob", "age": 30})
commit
            

产品对比

特性	NoSQLDB	MongoDB
数据模型	BSON 文档	BSON 文档
查询语言	类 MongoDB 操作符	MongoDB 操作符
索引	B+树	B+树 / 哈希
事务	ACID 事务	多文档事务
聚合管道	支持	支持
持久化	WAL + Checkpoint	WiredTiger
语言	Go	C++
协议	自定义 TCP	MongoDB Wire Protocol
协议兼容性	原生客户端	多语言驱动
开源协议	MIT	SSPL