1. Berkeley DB的簡介
Berkeley DB（BDB）是一個高性能的嵌入式數據庫編程庫（引擎），它可以用來保存任意類型的鍵／值對 (Key/Value Pair)，而且可以爲一個鍵保存多個數據。Berkeley DB可以支持數千的併發線程同時操作數據庫，支持最大256TB的數據。
BDB提供諸如C語言，C++，Java，Perl，Python，Tcl等多種編程語言的API，並且廣泛支持大多數類Unix操作系統和Windows操作系統以及實時操作系統（如 VxWorks）。
1991年，Berkeley DB的第一個版發行（Linux系統也在這一年誕生），其最初的開發目的是以新的HASH訪問算法來代替舊的hsearch函數和大量的dbm實現，該版本還包含了B+樹數據訪問算法。
1992年，BSD UNIX第4.4發行版中包含了Berkeley DB1.85版。基本上認爲這是Berkeley DB的第一個正式版。
1996年，Sleepycat軟件公司成立，提供對Berkeley DB的商業支持。
2006年，Sleepycat被Oracle收購，當時最新版本是4.7.25。
2. 直觀瞭解Berkeley DB軟件包
Berkeley DB是一款開源軟件，我們可以從Oracle的官方網站得到其源代碼包。其源代碼目錄是由一系列子目錄組成，從BDB的實現角度按照功能層次可將它們簡單歸類，劃分如下：
a. DB核心模塊（db）；
b. 各子系統模塊（存儲管理子系統：btree/hash/qam；內存池管理子系統：mp；事務子系統：txn；鎖子系統：mutex；日誌子系統：log）；
c. 操作系統抽象層（os_brew/os_s60/os_windows等）；
d. Build目錄（build_brew/build_s60/build_windows等）；
e. 工具程序（db_archive/db_checkpoint等）；
f. 語言API支持；
g. 例子（examples_c/examples_csharp等）；
h. 其它；
通過源代碼編譯安裝BDB很簡單，代碼如下：
cd ./db-4.8.30/build_unix
../disk/configure --prefix=<dir>
make && make install
安裝目標目錄（/usr/local/BerkeleyDB.4.8）包含四個子目錄：
A. bin 一些實用工具
B. docs 文檔
C. include 包含了使用BDB庫開發程序時的頭文件
D. lib 包含了使用BDB庫開發程序時需要連接的庫文件
3. 如何獲得BDB的相關知識
BDB提供裏非常詳細的文檔，可以官方網站獲得html或pdf版本的文檔。這裏對pdf版本的一些文檔簡介如下：
BDB_Installation.pdf： BDB的安裝文檔，涵蓋了不同操作系統，不同的編譯工具，不同編程語言等多方面的詳細信息；
BDB_Prog_Reference.pdf： 該文檔是使用BDB的開發人員的參考手冊，主要從BDB的各種功能和機制的原理進行闡述，供使用BDB作爲存儲引擎來編寫程序的各類程序員（C、Java、C#、Perl）閱讀；
BDB-Porting-Guide.pdf： 該文檔是給需要將BDB移植到一個新的平臺開發人員準備的；
InMemoryDBApplication.pdf： 基於內存的BDB應用的相關知識；
BDB-C_APIReference.pdf： C API參考手冊，跟BDB_Prog_Reference.pdf結合使用；
BerkeleyDB-Core-C-GSG.pdf： 爲C語言開發人員提供的BDB的入門手冊；
BerkeleyDB-Core-C-Txn.pdf： 爲C語言開發人員提供的BDB事務方面的手冊；
Replication-C-GSG.pdf： 爲C語言開發人員提供的BDB複製方面的手冊；
4. 以上對源碼目錄的分類是從實現角度按照層次進行劃分的，如果從BDB的功能模塊，或者說是從系統結構角度進行劃分，可將其分爲幾個子系統：
存儲管理子系統 (Storage Subsystem)
內存池管理子系統 (Memory Pool Subsystem)
事務子系統 (Transaction Subsystem)
鎖子系統 (Locking Subsystem)
日誌子系統 (Logging Subsystem)
5. 以上的五個子系統完成了BDB作爲一個Database所需要的大部分功能，如何駕馭以上子系統來完成我們需要的任務是關鍵。像MySQL這種獨立的RDBMS，我們可以通過配置和SQL語句來控制和使用它的各種功能。由於BDB是一個嵌入式的數據庫，最終還是需要程序員通過調用API來完成。所以要使用好BDB，需要先了解其原理，然後在合適的位置上調用合適的API。
寫一個BDB程序的一般步驟：
a. 創建、設置和打開Environment；b. 創建、設置和打開Database；c. 訪問Database；d.關閉Database；e. 關閉Environment。
此處的Database是從屬於Environment，即db是在env這個環境上面建立起來的。爲了便於快速把握重點，可以用BDB跟一般的RDBMS做個類比，這裏的Database相當於數據表，Environment相當於數據庫。
DB_ENV *dbenv;
DB *dbp;
int ret;
if ((ret = db_env_create(&dbenv, 0)) != 0) {
fprintf(errfp, "%s: %s\n", progname, db_strerror(ret));
return (1);
}
dbenv->set_errfile(dbenv, errfp);
dbenv->set_errpfx(dbenv, progname);
if ((ret = dbenv->set_cachesize(dbenv, 0, 64 * 1024, 0)) != 0) {
dbenv->err(dbenv, ret, "set_cachesize");
dbenv->close(dbenv, 0);
return (1);
}
(void)dbenv->set_data_dir(dbenv, data_dir);
if ((ret = dbenv->open(dbenv, home, DB_CREATE | DB_INIT_LOCK | DB_INIT_LOG | DB_INIT_MPOOL | DB_INIT_TXN, 0644)) != 0) {
dbenv->err(dbenv, ret, "environment open: %s", home);
dbenv->close(dbenv, 0);
return (1);
}
if ((ret = db_create(&dbp, dbenv, 0)) != 0){
fprintf(errfp, "%s: %s\n", progname, db_strerror(ret));
return (1);
}
if ((ret = dbp->open(dbp, NULL, "exenv_db1.db", NULL, DB_BTREE, DB_CREATE,0644)) != 0){
fprintf(stderr, "database open: %s\n", db_strerror(ret));
return (1);
}
if ((ret = dbp->close(dbp, 0)) != 0) {
fprintf(stderr, "database close: %s\n", db_strerror(ret));
return (1);
}
if ((ret = dbenv->close(dbenv, 0)) != 0) {
fprintf(stderr, "DB_ENV->close: %s\n", db_strerror(ret));
return (1);
}
return (0);
數據文件：
一個BDB的實例會產生數據存儲文件，數據文件的目錄由dbenv->set_data_dir(dbenv, data_dir);這條語句來指定。涉及的文件類型有：Data Files，Log Files，Region Files，Temporary Files。
Data Files：數據文件，存儲實際的數據；
Log Files：日誌文件；
Region Files：是各個子系統保存信息的文件，如果在Env中設置了DB_PRIVATE選項，這些信息是被一個進程私有，即它們保存在內存中，這些文件在此種情況下不產生；
Temporary Files： 臨時文件，特使情況會被創建；
數據的存數格式：
Berkeley DB提供了以下四種文件存儲方法：哈希文件、B樹、定長記錄（隊列）和變長記錄（基於記錄號的簡單存儲方式），應用程序可以從中選擇最適合的文件組織結構。以上代碼通過db->open函數中設置了DB_BTREE這個選項指定其使用B樹方式存儲。其它的三種存儲格式對應的類型爲：DB_HASH，DB_QUEUE，DB_RECNO。
事務提交：
BDB中的事務提交有兩種方式：DB_AUTO_COMMIT和顯式提交事務。如果設置爲DB_AUTO_COMMIT，則每步操作多作爲單獨的事務自動提交；如果需要顯示提交，則需要顯示調用具體事務相關的begin/end API（相見文檔BerkeleyDB-Core-C-Txn.pdf）。
BDB在事務提交時也是遵循先寫日誌並刷新到磁盤的方式，但是爲了提高性能，其又引入了兩個選項：DB_TXN_NOSYNC和DB_TXN_WRITE_NOSYNC。DB_TXN_NOSYNC的作用是使BDB在事務提交的時候不嚴格要求日誌到磁盤，刷新與否取決於日誌緩衝；DB_TXN_WRITE_NOSYNC會比DB_TXN_NOSYNC稍顯嚴格，其含義是要求事務提交刷新日誌，但只是刷到操作系統文件緩存當中。
BDB的事務隔離性級別有三個：READ UNCOMMITED、READ COMMITED、SERIALIZABLE
CheckPoint：
執行一個檢查點會完成的工作有：Flushes all dirty pages from the in-memory cache to database files；Writes a checkpoint record；Flushes the log to log files；Writes a list of open databases.
調用API DB_ENV->txn_checkpoint(); 即可完成，如果是非DB_PRIVATE的Env，也可以使用BDB自帶的工具db_checkpoint。爲了避免出現一個檢查點提交大量數據的情況，BDB還提供了輕量級刷新髒頁的API：DB_ENV->memp_trickle();
Replication：
BDB中提供了兩種方式來支持複製技術：Replication Base API和Replication Manager。可以說Replication Base API是最基礎的API，實現方式靈活，功能強大，但是編碼量大；Replication Manager相當於框架，使用方式簡單，編碼量小。Replication Manager可能能夠滿足大部分用戶的需求，但不是所有需求，所以靈活性不足。如果您的需要是Replication Manager不能滿足的，請使用Replication Base API自己實現複製策略。Replication Manager的主從策略有兩種：指定主從、自動推舉主從。
分區：
BDB的分區機制是從db-4.8.x之後剛引入的新功能，涉及到的API有兩個：
DB->set_partition() 設置分區方式，包含了一個分區方式的回調函數，用戶可以通過編寫代碼來自己實現分區方式，非常靈活。（詳見API手冊BDB-C_APIReference.pdf）
DB->set_partition_dirs() 設置分區目錄。（詳見API手冊BDB-C_APIReference.pdf）
備份：
BDB有三種備份方式：
Offline Backups：離線備份，停服務拷貝數據目錄；
Hot Backups：使用API或者BDB自帶工具db_backup在DB在使用情況做備份；
Incremental Backups：增量備份；
具體細節詳見BerkeleyDB-Core-C-Txn.pdf。
6. 以下是可能獲取到Berkeley DB資源的鏈接：
官方主頁：
http://www.oracle.com/database/berkeley-db/db/index.html
產品下載：
http://www.oracle.com/technology/software/products/berkeley-db/index.html
官方開發者文檔中心：
http://www.oracle.com/technology/documentation/berkeley-db/db/index.html
