基于最终一致性的数据缓存策略研究与设计

发布时间：2017-08-04 11:18

  本文关键词：基于最终一致性的数据缓存策略研究与设计

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【摘要】：现有部署Memcached缓存和LAMP架构的系统所采用的Sideline Cache缓存写机制,在保证缓存数据的持久性和数据副本的强一致性方面开销过大,会降低数据访问效率。论文分析了Memcached缓存策略中存在的不足,提出了基于最终一致性的改进方案。改进方案中参考了节点的硬件性能,根据节点的权重来分配虚节点个数；根据分区策略在Memcached中增加了缓存副本冗余设置；基于数据版本矢量时钟在数据的异步更新中实现了多版本数据的合并。另外,为了提高Memcached的动态扩展性和缓存利用率,改进方案中实现了节点动态加入退出功能和缓存利用优化配置。论文实验部分采用了Memcached Java Client whalin_2.5.0_bin中的测试数据,搭建了Memcached集群进行实验。实验结果表明：相对于whalin_2.5.0_bin,改进方案的启动时间、负载均衡率较优；在缓存命中的并发场景中,每秒读请求处理数大大增加；在缓存数据等长的场景下,缓存资源的利用率提高有所提升。通过实验数据分析,论文中提出的Memcached改进方案在非复杂条件查询,数据访问写操作并发比例低于20%的应用中,有较好的性能表现。
【关键词】：最终一致性 异步更新 缓存策略 缓存副本
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 研究现状11-13
• 1.4 论文结构安排13-14
• 第2章 数据缓存策略14-24
• 2.1 缓存数据组织结构14-16
• 2.2 缓存数据拓扑结构16-17
• 2.3 缓存替换策略17-18
• 2.4 缓存数据一致性18-22
• 2.4.1 缓存写机制18-20
• 2.4.2 一致性策略20-21
• 2.4.3 最终一致性21-22
• 2.5 本章小结22-24
• 第3章 Memcached分析24-36
• 3.1 Memcached基本架构24-25
• 3.2 Memcached内存管理机制25-29
• 3.3 Memcached网络模型29-31
• 3.4 Memcached分布式缓存策略31-35
• 3.4.1 一致性Hash原理31-33
• 3.4.2 缓存机制分析33-35
• 3.4.3 改进思路35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 数据缓存策略设计与实现36-50
• 4.1 数据缓存策略总体设计36-37
• 4.2 Memcached缓存虚节点设置37-42
• 4.2.1 节点权值计算38-39
• 4.2.2 节点动态加入退出39-42
• 4.3 基于最终一致性的数据异步更新42-48
• 4.3.1 Memcached缓存副本冗余机制42-46
• 4.3.2 基于矢量时钟的多版本数据合并46-48
• 4.4 Memcached内存管理机制优化48
• 4.5 本章小结48-50
• 第5章 缓存策略测试及结果分析50-61
• 5.1 实验环境介绍50
• 5.2 实验设计50-52
• 5.2.1 虚节点设置51
• 5.2.2 缓存副本冗余51-52
• 5.2.3 多版本数据合并及数据异步更新52
• 5.2.4 内存管理机制优化52
• 5.3 实验结果及分析52-60
• 5.3.1 虚节点设置方案实验对比及分析52-54
• 5.3.2 副本冗余机制实验对比及分析54-55
• 5.3.3 多版本数据合并数据异步更新实验对比及分析55-56
• 5.3.4 内存管理机制优化56-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 工作总结61-62
• 6.2 工作展望62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 窦文,王怀民,贾焰,邹鹏;模拟谣言传播机制的无结构P2P网络中广播机制的研究[J];计算机研究与发展;2004年09期

2 肖迎元;刘云生;邓华锋;刘小峰;;适合分布式实时内存数据库的全局一致性模糊备份策略[J];计算机科学;2006年08期

3 蒋试伟;欧阳松;;基于副本索引的P2P副本一致性维护策略[J];计算机工程;2008年19期

4 翁唱玲;杨清;;移动数据库缓存模型研究[J];计算机应用;2013年11期

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本文编号：619258