自适应软件缓存管理
译自：Adaptive Software Cache Management 简介 由于负载的多样性，很难开发一个能够适用于各种负载的软件缓存管理策略。在本论文中，我们调研了一种用于软件缓存管理框架的自适应机制，通过调节参数来调节负载的最常(访问) vs 最近(访问)的缓存比例。最终目标是通过自动调节参数来获得最佳性能(而无需人工介入)。我们针对该问题研究了两种方案：爬山解决方案和...
软件体系结构 - 缓存技术（10）布隆过滤器
布隆过滤器（Bloom Filter）是一种概率型数据结构，由Burton Howard Bloom在1970年提出，用于高效地判断一个元素是否可能属于一个大规模集合，而不需要存储集合中所有元素。布隆过滤器的特点是空间效率高、查询速度快，但存在一定的误识别率（false positive rate）和不支持删除操作。 原理与结构 布隆过滤器由一个足够大的位数组（Bit Array...
软件体系结构 - 缓存技术（9）缓存穿透
缓存穿透是指在高并发场景下，客户端请求的某个数据在缓存中不存在，且在后端数据库中也不存在。由于缓存通常在未命中时才去数据库查询，对于这类请求，缓存无法起到拦截作用，导致大量请求直接打到数据库，形成“穿透”现象。这种现象会给数据库带来不必要的压力，尤其是当请求的键是恶意构造或大量不存在的键时，可能会对数据库造成严重的冲击。 缓存穿透的原因主要有： 正常查询不存在的数据：...
软件体系结构 - 缓存技术（8）缓存雪崩
缓存雪崩是指缓存系统中大规模缓存失效或不可用的情况同时发生，导致大量请求瞬间涌入后端数据库，使得数据库压力激增，甚至导致其崩溃，进而影响整个系统的可用性。缓存雪崩通常由以下几个原因引发： 缓存集中过期：如果大量的缓存数据设置了相同的过期时间，在过期时间到达时，这些缓存同时失效。当这些失效的缓存数据被大量并发请求访问时，所有的请求都将穿透缓存直接到达数据库，形成流量高峰，可能导...
软件体系结构 - 缓存技术（7）Redis持久化方法
Redis提供了两种主要的持久化方法来保证数据在断电、重启或系统故障等情况下的安全性，这两种方法分别是： 1. RDB (Redis Database Backup) 原理与机制 快照式持久化：RDB 通过创建数据集的时间点快照来实现持久化。在指定的时间间隔内，Redis 会将当前内存中的所有数据以二进制的形式保存到磁盘上的一个文件（通常为 dump.rdb）...
软件体系结构 - 缓存技术（6）淘汰策略
缓存淘汰策略是指当缓存容量达到上限时，为了腾出空间容纳新的数据，需要从现有缓存中移除部分数据的规则或算法。合理的缓存淘汰策略能够有效地管理缓存资源，确保缓存系统高效运行并尽可能满足应用需求。以下是几种常见的缓存淘汰策略： 1. 先进先出（FIFO, First In First Out） 原理：最早加入缓存的数据在缓存满时优先被淘汰。 适用场景：数据访问顺序...
软件体系结构 - 缓存技术（5）Redis Cluster
Redis Cluster 是 Redis 提供的一种分布式数据存储方案，旨在实现数据的水平扩展、高可用性和容错能力。以下是对 Redis Cluster 的详细说明： 一、基本概念 1. 数据分片（Sharding） Redis Cluster 将整个数据集划分为 16384 个哈希槽（hash slot），每个键通过 CRC16 算法计算得出一个介于 0 ...
软件体系结构 - 缓存技术（4）Redis分布式存储
Redis作为一款分布式缓存系统，支持多种方式实现数据在多台服务器之间的分布式存储，以实现数据的水平扩展、高可用性和容错能力。以下是一些Redis实现分布式存储的关键技术和应用场景： 一、主从复制（Replication） 1. 工作原理 Redis主从复制是一种简单的一对多模式，其中一台服务器作为主节点（Master），负责处理写操作并同步数据给从节点（Sl...
软件体系结构 - 缓存技术（3）Squid
Squid 是一款开源、功能强大的代理缓存服务器软件，主要用于缓存HTTP、HTTPS及其他相关协议的网络请求，以加速Web访问、减少网络带宽消耗、保护网络安全及实施访问控制。以下是Squid的主要特点、工作原理和应用场景： 一、主要特点 1. HTTP代理与缓存 Squid作为HTTP代理服务器，接受客户端（如Web浏览器）的请求，转发至目标网站，并将响应数...
软件体系结构 - 缓存技术（2）Redis
Redis 是一个开源、高性能、内存键值存储系统，不仅作为缓存系统，还具备丰富的数据结构、持久化选项、高级功能和分布式特性，使其适用于各种各样的应用场景。以下是Redis的主要特点、工作原理和应用场景： 一、主要特点 1. 多种数据结构 Redis支持五种基本数据类型：字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）和有序集合（Sor...
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