NoSQL文档数据库中JSON的存储方式及字段更新机制是什么？

存储逻辑 #

• 首先要明确：MongoDB这类NoSQL并不会直接把明文JSON存储在独立磁盘文件中，它采用的是BSON（二进制JSON）作为内部存储格式，BSON是JSON的二进制序列化实现，额外携带了数据类型标记、字段长度前缀等元信息，解析和读写效率远高于纯文本JSON。
• 底层存储上，以MongoDB默认的WiredTiger引擎为例，所有文档会按集合归类，存储在预分配的连续磁盘数据文件中，引擎内部会自行管理存储块、空闲空间映射和索引，高频访问的文档、索引数据会被缓存到内存中降低磁盘IO开销。
• 和SQL数据库存JSON为text/varchar的方案相比，NoSQL的核心优势是能识别文档内的每个独立字段，支持字段级的条件查询、索引创建、数据类型校验，而SQL的文本存储方案中数据库仅将JSON视为无结构字符串，无法实现上述能力。

字段更新机制 #

• 主流现代文档型NoSQL已经不需要全量读取文档、修改后再全量写回，WiredTiger引擎原生支持增量原地更新：如果更新操作仅修改少量字段，且修改后的文档总大小没有超出当前分配的存储块容量，引擎会直接定位到对应字段的磁盘偏移位置做局部写入，无需读写完整文档。
• 只有当更新操作导致文档总大小大幅增加，超出当前存储块的预留空间时，才会触发全文档重写：引擎会将更新后的完整文档写入新的空闲存储块，再调整索引和数据指针指向新块地址。
• 为了保障数据一致性，更新过程会采用写时复制机制，不会直接覆盖原文档的有效数据，更新提交完成后才会切换指针指向新数据，异常宕机也不会损坏历史数据。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者amit