基于Memcached的云緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，系統(tǒng)每次需要處理的數(shù)據(jù)量巨大而且還要做到快速響應(yīng),為了解決這個(gè)問題我們可以考慮使用緩存技術(shù)，并在緩存技術(shù)加入云計(jì)算的思想來提高系統(tǒng)的負(fù)載與擴(kuò)展能力，因此云緩存的概念被提出。云緩存是以分布式技術(shù)為基礎(chǔ)對緩存相關(guān)功能進(jìn)行擴(kuò)展，分布式技術(shù)不僅能提高系統(tǒng)性能，還可以增加系統(tǒng)的可靠性和可用性。本文將系統(tǒng)全面的介紹基于memcached的云緩存系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　首先本文指出了傳統(tǒng) memcached在實(shí)際應(yīng)用環(huán)

2、境中存在的問題，memcached是集中式，在面對大量并發(fā)請求時(shí)無法做到負(fù)載均衡且容易出現(xiàn)單點(diǎn)失效問題， memcached沒有用戶的概念，無法保證使用緩存用戶的合法性。針對以上問題我對云緩存系統(tǒng)memcached版提出了多租戶、服務(wù)高可用、數(shù)據(jù)高可靠以及系統(tǒng)易用性四點(diǎn)需求。根據(jù)需求本文給出了云緩存系統(tǒng)的整體架構(gòu)和系統(tǒng)的詳細(xì)的設(shè)計(jì)，將整個(gè)系統(tǒng)劃分為四種類型節(jié)點(diǎn)分別為：訪問節(jié)點(diǎn)、管理節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)和維護(hù)節(jié)點(diǎn)。
　　其次是對各功能模塊

3、進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。訪問節(jié)點(diǎn)需要對使用云緩存系統(tǒng)的用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證，并通過統(tǒng)一控制器給每個(gè)用戶分發(fā)唯一前綴來對用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行隔離，采用LVS技術(shù)結(jié)合Reactor模式以負(fù)載均衡的方式處理來自客戶端的大規(guī)模并發(fā)請求；管理節(jié)點(diǎn)控制整個(gè)系統(tǒng)的活動(dòng)信息，以B+樹為基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)存儲(chǔ)信息索引，提高數(shù)據(jù)檢索速度，使用HWF（最高權(quán)值優(yōu)先）算法進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)路由使數(shù)據(jù)均衡分布在多臺數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)上，為了保證數(shù)據(jù)的高可靠性，數(shù)據(jù)以多副本的形式保存，采用Mast

4、er/Slave模型并結(jié)合MESI協(xié)議維護(hù)數(shù)據(jù)多副本的一致性和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀寫分離；數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)緩存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，以分塊分片的方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；維護(hù)節(jié)點(diǎn)會(huì)記錄整個(gè)系統(tǒng)的操作日志和運(yùn)行狀況，供管理員和用戶進(jìn)行相關(guān)記錄查詢，對系統(tǒng)優(yōu)化提供一定參考，并在系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，能自動(dòng)檢測和修復(fù)異常，使系統(tǒng)具有一定的自我修復(fù)能力。
　　最后，在實(shí)際環(huán)境中部署云緩存系統(tǒng)并對系統(tǒng)的相關(guān)功能和性能進(jìn)行測試。結(jié)果表明系統(tǒng)完成了最初設(shè)計(jì)的相關(guān)功能，在性能測試