基于一種改進(jìn)緩存替換算法的校園電子地圖研究.pdf

1、隨著高校信息化建設(shè)步伐的加快，各大高校都建立了適合自身校園的資產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，但目前這類(lèi)系統(tǒng)主要是以存儲(chǔ)和展示校內(nèi)各類(lèi)資產(chǎn)的基礎(chǔ)屬性數(shù)據(jù)為主要管理方式。在這種模式下，用戶不能對(duì)建筑物的實(shí)際位置進(jìn)行動(dòng)態(tài)瀏覽，缺乏對(duì)校園建筑群整體布局的直觀認(rèn)識(shí)，一定程度上影響了資產(chǎn)管理者的工作效率，同時(shí)也凸顯出傳統(tǒng)的校園信息管理模式在空間維度展示上的乏力，缺少一個(gè)與用戶進(jìn)行友好交互的可視化平臺(tái)。
　　針對(duì)高校對(duì)校內(nèi)公房、公寓、土地、道路等資產(chǎn)信息管理

2、方式存在的不足，本文提出建立一個(gè)校園電子地圖平臺(tái)，平臺(tái)基于面向公眾的瓦片地圖服務(wù)設(shè)計(jì)思想，結(jié)合相應(yīng)的三維建模技術(shù)、服務(wù)器端瓦片緩存機(jī)制、負(fù)載均衡技術(shù)及相關(guān)WebGIS開(kāi)發(fā)框架等，開(kāi)發(fā)出了一個(gè)能夠合理展示高校校園公房、公寓、土地等資產(chǎn)信息的校園電子地圖平臺(tái)。
　　本文首先對(duì)校園內(nèi)空間基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行搭建，包括對(duì)校園內(nèi)主要建筑物、綠地、道路、水系等進(jìn)行建模，同時(shí)對(duì)各個(gè)地理要素進(jìn)行特征分析，將具有相同特征的地理要素劃分為一個(gè)圖層，最終得

3、到背景圖層、道路圖層和POI圖層;其次對(duì)瓦片地圖的存儲(chǔ)方式進(jìn)行討論，詳細(xì)介紹了校園電子地圖平臺(tái)所采用的地圖瓦片的切圖方法，根據(jù)用戶需求設(shè)定地圖縮放級(jí)別，從底層到頂層在不同分辨率級(jí)別下對(duì)渲染好的地圖圖片進(jìn)行切分，進(jìn)而形成目標(biāo)瓦片金字塔，并采用多級(jí)文件夾目錄形式來(lái)組織多層級(jí)下的地圖瓦片陣列。
　　在校園電子地圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，提高用戶請(qǐng)求的響應(yīng)速度是保證系統(tǒng)可用性和友好性的關(guān)鍵，特別在大規(guī)模用戶并發(fā)訪問(wèn)時(shí)良好的用戶體驗(yàn)就更加重要。對(duì)此，本

4、文采用了兩種方式進(jìn)行系統(tǒng)性能提升。一方面，本文建立了地圖瓦片緩存機(jī)制，可以將訪問(wèn)頻繁的地圖瓦片放在服務(wù)器端緩存池當(dāng)中，當(dāng)用戶請(qǐng)求該瓦片時(shí)將直接返回，不再需要從服務(wù)器上進(jìn)行讀取。另外結(jié)合校園電子地圖業(yè)務(wù)處理模型的特點(diǎn)，引入了一種改進(jìn)的緩存元素替換算法，該算法和傳統(tǒng)的LFU算法、Size算法相比，在多用戶隨機(jī)請(qǐng)求瓦片的情況下能較好的提高瓦片地圖的命中率，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。在保持緩存一致性方面，本文從客戶端緩存一致性和服務(wù)器端緩存一致性

5、兩個(gè)層面入手，采用了設(shè)置緩存元素生存時(shí)間片、事務(wù)機(jī)制等方法進(jìn)行一致性的保證;另一方面，在后臺(tái)通過(guò)部署多個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)也能提升請(qǐng)求處理速度，但各個(gè)節(jié)點(diǎn)間的負(fù)載的不均衡會(huì)使某一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)訪問(wèn)瓶頸，最終影響系統(tǒng)的整體效率。針對(duì)該問(wèn)題，本文對(duì)一致性哈希算法進(jìn)行了深入研究，并應(yīng)用該算法作為校園電子地圖的負(fù)載均衡解決方案。實(shí)驗(yàn)表明，該方法能比較均勻的將用戶請(qǐng)求分配給各個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并在服務(wù)器集群中出現(xiàn)宕機(jī)或新增節(jié)點(diǎn)的情況下，以較小的代價(jià)重新定位用戶請(qǐng)求