随着云计算与互联网技术的飞速发展、移动终端设备的广泛使用,越来越多的公司和个人开发者将其web应用部署到云计算平台上,以便利用云计算带来的应用成本降低、可扩展性提高、灵活性增强和可靠性提高等优势。用户大规模访问web应用数据,对云计算平台的数据存储能力带来极大挑战。关系型数据库已经越来越难满足云计算环境下对海量数据存储的需求,放弃了某些关系数据库对事务的支持等特性的NoSQL技术开始蓬勃发展,大量NoSQL数据库开始应用在云计算平台上,作为PaaS层数据存储的主要组件。本文结合对目前现有NoSQL数据库的分析,提出了一种基于内存文件系统的键值存储系统,以提高数据的可靠性。论文首先阐述了云计算的概念、特性和服务模式,以明确存储系统的应用环境;然后介绍了NoSQL数据库的概念、特点以及相关基础理论,并分析了目前应用广泛的两种键值存储系统Redis与LevelDB的架构与优缺点,在此基础之上设计出一种基于内存文件系统的键值存储系统,数据储存在内存文件系统中,既可以获得快速读写能力,又可以提高存储系统的可靠性、可维护性与可扩展性;为了简化系统架构,增加系统的灵活性,该键值存储系统采用分层结构,包括网络连接层、公共服务层、虚拟存储层以及存储引擎层;之后在详尽设计思路的指导下实现了该键值存储系统,并针对该系统做了详细的对比测试,在此基础上提出了今后的改进计划。通过论文的研究,为NoSQL数据存储提供了另外一种思想,相比与Redis的直接将数据存储在内存之中,使用内存文件系统既可以获得内存级读写效率,又可以进一步提升系统的可靠性与可维护性。