软件设计之缓存使用

本文主要讨论分布式环境下,缓存如何在软件设计作用、原理、实现方式及注意问题。

缓存的作用

  • 减小原始数据访问压力
  • 提高资源利用率

缓存的原理

局部性原理

缓存的实现方式

查询算法

  • 散列算法,Hash 、 MD5 等
  • B数、二叉树、有序二分查找等

存储

  • 只将访问量最高的部分数据放入缓存
  • 将数据放到比原始IO速率更高的存储介质中

缓存资源回收

  • RUL 算法
  • 定时清理
  • 设置资源有效时间

缓存的存储介质

  • CPU 寄存器
  • 内存
  • 本地文件
  • 分布式系统(Memcache 、 Redis)
  • 数据库缓存数据表

缓存设计注意的问题

缓存的一致性,Cache coherence

  • 避免数据脏读
  • 多级缓存的一致性协议

系统的鲁棒性

  • 在缓存系统停止服务,但仍能保证整体系统正常运行。因此在使用缓存之前,检查提供缓存系统的有效性。

单机缓存

  • 单机缓存是指,将系统资源存放于每个单台服务器上,而不是集中存储与分布式缓存系统中。 缺陷是,如果原数据发生更改,为保证一致性,则必须调用每一台服务器清理或更新缓存。

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