技术

如何使用RedisTemplate访问Redis数据结构 MySQL重要知识点 OAuth2认证授授权流程 分布式锁 服务调用 MQ的介绍 SpringCloud 使用链 Eureka 的点对点通信 介绍Eureka RabbitMQ与其它MQ的对比 Springboot 启动过程分析 Springboot 入门 Linux内存管理 自定义CNI IPAM 扩展Kubernetes 副本一致性 spring redis 源码分析 kafka实践 spring kafka 源码分析 Linux进程调度 让kafka支持优先级队列 Codis源码分析 Redis源码分析 C语言学习 《趣谈Linux操作系统》笔记 Kubernetes安全机制 jvm crash分析 Prometheus 学习 Kubernetes监控 Kubernetes 控制器模型 容器日志采集 容器狂占cpu怎么办? 容器狂打日志怎么办? Kubernetes资源调度-scheduler 时序性数据库介绍及对比 influxdb入门 maven的基本概念 《Apache Kafka源码分析》——server Kubernetes objects之编排对象 源码分析体会 自动化mock AIOps说的啥 从DevOps中挖掘docker的价值 《数据结构与算法之美》——算法新解 Kubernetes源码分析——controller mananger Kubernetes源码分析——apiserver Kubernetes源码分析——kubelet Kubernetes整体结构 ansible学习 Kubernetes源码分析——从kubectl开始 jib源码分析之Step实现 kubernetes实践 线程排队 jib源码分析之细节 从一个签名框架看待机制和策略 跨主机容器通信 jib源码分析及应用 docker环境下的持续构建 docker环境下的持续发布 一个容器多个进程 kubernetes yaml配置 marathon-client 源码分析 《持续交付36讲》笔记 程序猿应该知道的 mybatis学习 无锁数据结构和算法 《Container-Networking-Docker-Kubernetes》笔记 活用linux 命令 为什么很多业务程序猿觉得数据结构和算法没用? 串一串一致性协议 当我在说PaaS时,我在说什么 《数据结构与算法之美》——数据结构笔记 swagger PouchContainer技术分享体会 harbor学习 用groovy 来动态化你的代码 《深入剖析kubernetes》笔记 精简代码的利器——lombok 学习 java 语言的动态性 rxjava3——背压 rxjava2——线程切换 spring cloud 初识 JVM4——《深入拆解java 虚拟机》笔记 《how tomcat works》笔记 commons-pipeline 源码分析 hystrix 学习 rxjava1——概念 Redis 学习 TIDB 学习 分布式计算系统的那些套路 Storm 学习 AQS3——论文学习 Unsafe Spark Stream 学习 linux 文件系统 mysql 批量操作优化 《自己动手写docker》笔记 java8 实践 中本聪比特币白皮书 细读 区块链泛谈 比特币 大杂烩 总纲——如何学习分布式系统 forkjoin 泛谈 hbase 泛谈 看不见摸不着的cdn是啥 《jdk8 in action》笔记 程序猿视角看网络 calico 问题排查 bgp初识 mesos 的一些tips mesos 集成 calico calico AQS2——粗略的代码分析 我们能用反射做什么 web 跨域问题 《clean code》笔记 compensable-transaction 源码分析 硬件对软件设计的影响 elasticsearch 初步认识 mockito简介及源码分析 线上用docker要解决的问题 《Apache Kafka源码分析》——Producer与Consumer 停止容器 dns隐藏的一个坑 《mysql技术内幕》笔记2 《mysql技术内幕》笔记1 log4j学习 为什么netty比较难懂? 回溯法 apollo client源码分析及看待面向对象设计 java系并发模型的发展 从一个marathon的问题开始的 docker 环境(主要运行java项目)常见问题 Scala的一些梗 OpenTSDB 入门 spring事务小结 事务一致性 javascript应用在哪里 netty中的future和promise 《netty in action》读书笔记 netty对http2协议的解析 ssl证书是什么东西 一些tricky的code http那些事 苹果APNs推送框架pushy apple 推送那些事儿 编写java框架的几大利器 JVM3——java内存模型 java concurrent 工具类 java exception java io涉及到的一些linux知识 network channel network byte buffer 测试环境docker化实践 通用transport层框架pigeon netty(七)netty在框架中的使用套路 Nginx简单使用 《Linux内核设计的艺术》小结 从Go并发编程模型想到的 mesos深入 Macvlan Linux网络源代码学习2 《docker源码分析》小结 对web系统的一些理解 docker中涉及到的一些linux知识 hystrix学习 Linux网络源代码学习 Docker网络五,docker网络的回顾 zookeeper三重奏 数据库的一些知识 Spark 泛谈 commons-chain netty(六)netty回顾 Thrift基本原理与实践(三) Thrift基本原理与实践(二) Thrift基本原理与实践(一) Future 回调 Docker0.1.0源码分析 基于spring boot和Docker搭建微服务 通过Docker Plugin来扩展Docker Engine java gc Docker网络四,基于Centos搭建Docker跨主机网络 google guava的一些理解 Jedis源码分析 Redis概述 Docker回顾 深度学习是个什么鬼 Docker网络三,基于OVS实现Docker跨主机网络 Linux网络命令操作 JTA与TCC 换个角度看待设计模式 Scala初识 netty(四)netty对http协议的实现(废弃) netty(三)netty框架泛谈 向Hadoop学习NIO的使用 以新的角度看数据结构 AQS1——并发相关的硬件与内核支持 使用Ubuntu要做的一些环境准备 Docker网络二,libnetwork systemd 简介 那些有用的sql语句 异构数据库表在线同步 spring aop 实现原理简述——背景知识 quartz 源码分析 基于docker搭建测试环境(二) spring aop 实现原理简述 我们编程的那些潜意识 自己动手写spring(八) 支持AOP 自己动手写spring(七) 类结构设计调整 分析log日志 一次代码调试的过程 自己动手写spring(六) 支持FactoryBean 自己动手写spring(九) 总结 自己动手写spring(五) bean的生命周期管理 自己动手写spring(四) 整合xml与注解方式 自己动手写spring(三) 支持注解方式 自己动手写spring(二) 创建一个bean工厂 自己动手写spring(一) 使用digester varnish 简单使用 docker volume 关于docker image的那点事儿 基于docker搭建测试环境 分布式配置系统 JVM2——JVM和传统OS对比 git spring rmi和thrift maven/ant/gradle使用 再看tcp mesos简介 缓存系统——具体组件 缓存系统 java nio的多线程扩展 多线程设计模式/《Concurrency Models》笔记 回头看Spring IOC IntelliJ IDEA使用 Java泛型 vagrant 使用 Go 常用的一些库 Netty(一)初步了解 java mina Golang开发环境搭建(Windows下) java nio入门 ibatis自动生成类和文件 Python初学 Goroutine 调度模型猜想 一些编程相关的名词 虚拟网络 《程序员的自我修养》小结 VPN(Virtual Private Network) Hadoop安装与调试 Kubernetes持久化存储 Kubernetes 其它特性 访问Kubernetes上的服务 Kubernetes副本管理 Kubernetes pod 组件 使用etcd + confd + nginx做动态负载均衡 nginx安装与简单使用 在CoreOS集群上搭建Kubernetes 如何通过fleet unit files 来构建灵活的服务 CoreOS 安装 定制自己的boot2docker.iso CoreOS 使用 Go初学 JVM1——jvm小结 硬币和扑克牌问题 LRU实现 virtualbox 使用 os->c->java 多线程 容器类概述 zabbix 使用 zabbix 安装 Linux中的一些点 关于集群监控 ThreadLocal小结 我对Hadoop的认识 haproxy安装 docker快速入门

标签


缓存系统——具体组件

2015年06月26日

简介

建议看下前文缓存系统

缓存那些事

本地缓存

在java中,经常拿来当缓存用的是HashMap。不过,建议使用WeakHashMap,而不是HashMap,当然,更好的选择是使用框架,例如Guava Cache Guava 学习笔记

 public void TestLoadingCache() throws Exception{
    // Cache 类更加灵活
    LoadingCache<String,String> cahceBuilder=CacheBuilder
    .newBuilder()
    .build(new CacheLoader<String, String>(){
        // 如果key值不在缓存中,则调用该方法获取key的实际值
        @Override
        public String load(String key) throws Exception {        
            String strProValue="hello "+key+"!";                
            return strProValue;
        }
    });  

使用时,事先设定缓存的大概容量,可以有效地提高性能。

2018.12.02 补充:guava cache 的清理逻辑 When Does Cleanup Happen?

Caches built with CacheBuilder do not perform cleanup and evict values “automatically,” or instantly after a value expires, or anything of the sort. Instead, it performs small amounts of maintenance during write operations, or during occasional read operations if writes are rare.

The reason for this is as follows: if we wanted to perform Cache maintenance continuously, we would need to create a thread, and its operations would be competing with user operations for shared locks. Additionally, some environments restrict the creation of threads, which would make CacheBuilder unusable in that environment.

Instead, we put the choice in your hands. If your cache is high-throughput, then you don’t have to worry about performing cache maintenance to clean up expired entries and the like. If your cache does writes only rarely and you don’t want cleanup to block cache reads, you may wish to create your own maintenance thread that calls Cache.cleanUp() at regular intervals.

If you want to schedule regular cache maintenance for a cache which only rarely has writes, just schedule the maintenance using ScheduledExecutorService.

你对缓存设置一个最大容量(entry/key的个数)之后, guava cache 只有在write 操作时才会去清理 过期的expire。如果是读多写少的业务,read 操作也会触发清理逻辑occasionally。在一些场景下,guava cache put the choice in your hands,所以不可无脑使用。

单机缓存系统

在不考虑任何异常、简化特性的情况下,以下Go代码便可以实现一个简单的缓存系统。

服务端

package main 
import (
	"fmt"
	"github.com/gorilla/mux"
	"net/http"
	"strings"
) 
var m map[string]string                      //缓存key-value
func main() {
   	m = make(map[string]string, 10)
	r := mux.NewRouter()
	r.HandleFunc("/", HomeHandler)           // 将客户端发来的请求交给HomeHandler处理
	fmt.Println("listen...")
	http.ListenAndServe(":8080", r)
}    
func HomeHandler(rw http.ResponseWriter, r *http.Request) {  
    // 解析客户端发来的命令
	argStr := r.RequestURI
	argStartIndex := strings.LastIndex(argStr, "?") + 1
	args := strings.Split(argStr[argStartIndex:], "|")
	for _, arg := range args {
		fmt.Println(arg)
	}
	command := args[0]
	// 处理命令
	switch command {
	case "get":
		fmt.Fprintf(rw, "%s = %s\n", args[1], handleGet(args[1]))
	case "set":
		handleSet(args[1], args[2])
		fmt.Fprintf(rw, "%s = %s\n", args[1], args[2])
	default:
		fmt.Println("command error")
	}
}
func handleGet(key string) string {
	if val, ok := m[key]; ok {
		return val
	}
	return ""
}
func handleSet(key, val string) {
	m[key] = value
}

客户端

package main   
import (
	"flag"
	"fmt"
	"io/ioutil"
	"net/http"
	"strings"
)
func main() {
	flag.Parse()
	reqStr := strings.Join(flag.Args(), "|")    
	fmt.Printf("reqStr = %s\n", reqStr)    
	httpGet(reqStr)    
}    
func httpGet(reqStr string) {
	resp, err := http.Get("http://localhost:8080?" + reqStr)
	if err != nil {
		// handle error
	}  
	defer resp.Body.Close()
	body, err := ioutil.ReadAll(resp.Body)
	if err != nil {
		// handle error
	}  
	fmt.Println(string(body))
}

执行过程为:

$ mycache set name lqk
# “客户端”解析命令行,并向服务端发送“http://localhost:8080/?get|name”
# “服务端”解析出"get|name"并返回key为name的值
$ name = lqk

本例虽然简单,但与现在大部分软件的设计方式雷同,比如memcache和docker等。

如果读者熟悉java netty,使用netty实现上述例子也非常容易。

public class MyHandler extends ChannelHandlerAdapter{
    private Map<String,String> kvs;
    public MyHandler(Map<String,String> kvs){
        this.kvs = kvs;
    }
    public void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg)
    		throws Exception {
    	1. 解析用户请求数据
    	2. 操作容器
    	3. 写回结果
    }
}

分布式缓存系统

如果cache system架在多个主机上,问题就复杂了,因为会有主机宕机,也有的新的主机加进来。因此,要尽可能(有些损失无法避免)满足以下四个特性:

  1. 平衡性,每个主机存储的key(或者说负载)都差不多
  2. 单调性,当增加新的主机时,能够将某些key(旧有的或新的)弄到新的主机上
  3. 分散性,有待进一步了解,大意是尽量避免重复存储相同的key值
  4. 负载,有待进一步了解

关键:将一个key存在哪个节点上

  • 取模算法(hash(key)%N)其弊端很明显:当某个主机宕机时,其存储的数据将无法找到(这个是任何缓存系统都无法避免的),问题是,其保有的存储地址空间也将失效(即该主机宕机后,一些key值还是会继续被映射到该主机,然后发现无法存储)。
  • 一致性哈希算法

    每天进步一点点——五分钟理解一致性哈希算法(consistent hashing)

varnish 缓存

位于服务与 nginx 之间

全站缓存

位于站点和用户之间

看不见摸不着的cdn是啥

引用

应用系统数据缓存设计

Guava学习笔记:Guava cache

面向GC的Java编程

Apache Commons Pool的入门例子